Traceability Analysis of Primary Standard for Leeb Hardness Based on Ordinal Quantities
-
摘要: 金属里氏硬度实验方法,其量值属于序量,没有导出单位,目前我国还没有建立对应的国家基准和量值传递体系。本文基于里氏硬度实验原理,采用直接检验法,分析序量测量仪器量值溯源的过程与特点。通过对里氏硬度计的各参量进行实验,探讨建立里氏硬度计量基准的可行性,为进一步探讨建立里氏硬度国家基准和量值传递系统提供参考。Abstract: The quantity value of Leeb hardness test method for metallic materials is ordinal with no derived unit. At present, China has not developed the corresponding primary standards or traceability systems. In the paper, based on the principle of the Leeb hardness test, the process and characteristics of the traceability of the quantity value of the ordinal quantity measuring instrument are analyzed by using the direct test method. Furthermore, by conducting experiments on each parameter of the Leeb hardness tester, the feasibility of developing a primary standard for the measurement of Leeb hardness has been discussed, and reference is provided for further exploring the development of the Leeb hardness national benchmark and the quantitative value transfer system.
-
表 1 里氏冲击装置直接检验用技术参数
Table 1. Technical parameters for direct verification of Leeb hardness device
物理量 参数 冲击装置类型 D S E DL D+15 C G $ {\upsilon _{\rm A}} $ 冲击速度(m/s) 2.05±0.1 2.05±0.1 2.05±0.1 1.82±0.1 1.7±0.1 1.4±0.1 3.0±0.1 m 冲击体(含球头)质量(g) 5.45±0.1 5.4±0.1 5.45±0.1 7.25±0.1 7.75±0.1 3.1±0.1 20.0±0.3 R 球头半径(mm) 1.5±0.005 1.5±0.005 1.5±0.005 1.39±0.005 1.5±0.005 1.5±0.005 2.5±0.005 HV 维氏硬度(HV2) 1600±100 1600±100 ≥4500 1600±100 1600±100 1600±100 1600±100 dx 球头最小凸出量(mm) 0.3 0.3 0.3 2.0 0.3 0.3 0.6 表 2 冲击体质量与硬度示值偏差关系实验结果
Table 2. Experimental results of the deviation relationship between the mass of the impactor and the hardness indication
冲击体质量/g 低值硬度块测量
结果偏差值/HLD中值硬度块测量
结果偏差值/HLD高值硬度块测量
结果偏差值/HLD5.432 −1 −2 0 5.428 2 −3 −6 5.530 −8 −5 −6 5.548 −12 −7 −6 表 3 下落高度与硬度示值偏差关系的实验结果
Table 3. Experimental results of the deviation relationship between the falling height and the hardness indication
下落高度/mm 低值硬度块测量
结果偏差值/HLD中值硬度块测量
结果偏差值/HLD高值硬度块测量
结果偏差值/HLD26.7 −1 −2 0 27.3 0 0 −2 28.0 −7 −8 −8 表 4 冲击体顶端球面半径与示值偏差关系实验结果
Table 4. Experimental results of the deviation relationship the radius of the spherical surface at the top of the impact body and the hardness indication
冲击体顶
端球面半
径/mm低值硬度
块测量结
果偏差值/HLD中值硬度
块测量结
果偏差值/HLD高值硬度
块测量结
果偏差值/HLD1.497 −1 −2 0 1.483 −2 −5 −4 1.475 −3 −7 −6 -
[1] IX-ISO. General requirements for the competence of testing and calibration laboratories: ISO/IEC 17025: 2017[S]. ISO, 2017. [2] 陈明华, 吴向垒, 何广霖. 基于序量的A型邵氏硬度计量基准溯源性分析[J]. 中国测试, 2015, 41(9): 16-19. [3] IX-ISO. International vocabulary of metrology-basic and general concepts and associated terms(VIM): ISO/IEC Guide 99-2007[S]. ISO, 2007. [4] 全国法制计量管理计量技术委员会. 通用计量术语及定义: JJF 1001-2011[S]. 北京: 中国质检出版社, 2011. [5] 全国力值、硬度计量技术委员会. 力值与硬度计量术语及定义: JJF 1011-2006[S]. 北京: 中国质检出版社, 2006. [6] 林巨才. 现代硬度测量技术及应用[M]. 北京: 中国计量出版社, 2008. [7] IX-ISO. Metallic materials-Leeb hardness test-Part 2: Verification and calibration of the testing devices: ISO 16859-2: 2015[S]. ISO, 2015. [8] ASTM. Standard Test Method for Leeb Hardness Testing of Steel Products: ASTM A956/A956M-17a [S]. ASTM, 2017. [9] 全国测力硬度计量技术委员会. 里氏硬度计: JJG 747-1999 [S]. 北京: 中国计量出版社, 1999. [10] 全国试验实验机标准化技术委员会. 金属材料 里氏硬度试验实验 第2部分: 硬度计的检验与校准: GB/T 17394.2-2012 [S]. 北京: 中国标准化出版社, 2012. [11] 石伟, 陶继增, 李金颖, 等. 冲击体质量和冲击高度对里氏硬度测量值影响的分析[J]. 化学分析计量, 2007, 27(4): 44-46. doi: 10.3969/j.issn.1008-6145.2007.04.014 [12] 孙庆军. 里氏硬度计不确定度评定影响因素分析[J]. 计量与测试技术, 2011, 38(9): 50-52. doi: 10.3969/j.issn.1004-6941.2011.09.027 [13] 刘吉萍. 里氏硬度不确定度评定[J]. 计量技术, 2004(4): 50-52. [14] 杨德坚. 便携式里氏硬度计测量精度的影响因素[J]. 计量与测试技术, 2014, 41(3): 45-50. doi: 10.3969/j.issn.1004-6941.2014.03.022 [15] 张恒岩, 廉恩常, 柏忠泽, 等. 浅谈影响里氏硬度计测量精度的因素[J]. 计测技术, 2010, 30(2): 50-51. doi: 10.3969/j.issn.1674-5795.2010.02.017 [16] 李金颖, 石伟, 徐明. 维氏硬度与里氏硬度对应关系的研究[J]. 计测技术, 2008, 28(3): 15-16,31. doi: 10.3969/j.issn.1674-5795.2008.03.005 [17] 何力, 叶明. 标准维氏硬度块检定规程中的不确定度评估[J]. 计量技术, 2007(11): 59-62.