ICS77.040.10 H22 中华人民共和国国家标准 GB/T4341.1—2014 代替GB/T4341—2001 金属材料 肖氏硬度试验 第1部分:试验方法 Metallicmaterials—Shorehardnesstest— Part1:Testmethod 2014-09-30发布 2015-05-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布目 次 前言 Ⅲ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 试验原理 1 ………………………………………………………………………………………………… 4 符号及说明 1 ……………………………………………………………………………………………… 5 硬度计 1 …………………………………………………………………………………………………… 6 试样 2 ……………………………………………………………………………………………………… 7 试验程序 2 ………………………………………………………………………………………………… 8 试验结果的测量不确定度 2 ……………………………………………………………………………… 9 试验报告 3 ………………………………………………………………………………………………… 附录A(规范性附录) 使用者对硬度计的日常检查 4 …………………………………………………… 附录B(资料性附录) 肖氏硬度试验结果的测量不确定度 5 …………………………………………… ⅠGB/T4341.1—2014 前 言 本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本部分代替GB/T4341—2001《金属肖氏硬度试验方法》,与GB/T4341—2001相比,主要技术变 化如下: ———修改了标准名称; ———增加了第2章规范性引用文件中的相应引用标准(见第2章,2001版的第2章); ———增加了“试验结果的测量不确定度”的规定(见第8章); ———增加了规范性附录A“使用者对硬度计的日常检查”; ———增加了资料性附录B“肖氏硬度试验结果的测量不确定度”。 本部分由中国钢铁工业协会提出。 本部分由全国钢标准化技术委员会(SAC/TC183)归口。 本部分起草单位:钢铁研究总院、冶金工业信息标准研究院。 本部分主要起草人:高怡斐、董莉。 本部分所代替标准的历次版本发布情况为: ———GB/T4341—1984、GB/T4341—2001。 ⅢGB/T4341.1—2014 金属材料 肖氏硬度试验 第1部分:试验方法 1 范围 GB/T4341的本部分规定了金属材料肖氏硬度试验方法的原理、符号及说明、硬度计、试样、试验 程序、试验结果的不确定度和试验报告。 本部分适用的肖氏硬度试验范围为5HS~105HS,分为C型(目测型)和D型(指示型)。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定 JJG346 肖氏硬度计 JJG347 标准肖氏硬度块 3 试验原理 用规定形状的金刚石冲头从规定高度自由落下冲击试样表面,以冲头第一次回跳高度h与冲头落 下高度h0的比值计算肖氏硬度值见式(1)。 HS=Kh h0…………………………(1) 式中: HS———肖氏硬度; K———肖氏硬度系数(C型仪器K=104/65,D型仪器K=140); h———冲头第一次回跳高度,单位为毫米(mm); h0———冲头落下高度,单位为毫米(mm)。 4 符号及说明 肖氏硬度符号为HS,HS后面的符号表示硬度计类型。 示例1: 25HSC表示用C型(目测型)肖氏硬度计测定的肖氏硬度值为25。 示例2: 51HSD表示用D型(指示型)肖氏硬度计测定的肖氏硬度值为51。 5 硬度计 5.1 肖氏硬度计的主要技术参数见表1。 1GB/T4341.1—2014 表1 肖氏硬度计的主要技术参数 项目 C型 D型 冲头的质量/g 2.5 36.2 冲头的下落高度/mm 254 19 冲头顶端球面半径/mm 1 1 5.2 肖氏硬度计的其他技术指标应符合JJG346的规定。 6 试样 6.1 试样的试验面一般为平面,对于曲面试样,其试验面的曲率半径不应小于32mm。 6.2 试样的质量应至少在0.1kg以上。 6.3 试样应有足够的厚度,以保证测量的硬度值不受试台硬度的影响。试样的厚度一般应在10mm 以上。 6.4 试样的试验面积应尽可能大,并应符合7.7的要求。 6.5 对于肖氏硬度小于50HS的试样,表面粗糙度参数Ra应不大于1.6μm;肖氏硬度大于50HS时, 表面粗糙度参数Ra应不大于0.8μm。 6.6 试样的表面应无氧化皮及外来污物,尤其不应有油脂。 6.7 试样不应带有磁性。 7 试验程序 7.1 试验一般在10℃~35℃温度下进行,对于温度要求严格的试验,应在23℃±5℃之内进行。对 于温度变化敏感的材料,应在材料标准中规定试验温度。 7.2 试验前,应使用与试样硬度值接近的肖氏硬度标准块按JJG346对硬度计进行检定。硬度计的日 常检查参见附录A。 7.3 试验时,试样应稳固地放置在机架的试台上。由于试样的形状、尺寸、质量等关系,需将测量筒从 机架上取下,以手持或安放在特殊形状的支架上使用。试验结果应注明手持测量或支架测量。 7.4 硬度计应安置在稳固的基础上,试验时测量筒应保持垂直状态。试验面应与冲头作用方向垂直。 按7.3手持测量筒时,要特别注意保持垂直状态。 7.5 测量硬度时,试样在试台上受到的压紧力约为200N(20kgf)。试样质量在20kg以上,手持测量 筒或特殊形状的支架上进行试验时,对测量筒的压力应以测量筒在试样上保持稳定为宜。 7.6 对于D型肖氏硬度计,操作鼓轮的回转时间约为1s,复位时的操作以手动缓慢进行。对于C型肖 氏硬度计,读取冲头反弹最高位置时的瞬间读数,要求操作者熟练。 7.7 试样两相邻压痕中心距离不应小于1mm,压痕中心距试样边缘的距离不应小于4mm。 7.8 不应将硬度计的冲头对试台冲击。 7.9 肖氏硬度计的读数应精确至0.5HS;以连续5次有效读数的算术平均值作为一个肖氏硬度测量 值,其平均值按GB/T8170修约至整数。 8 试验结果的测量不确定度 试验结果的测量不确定度取决于各种不确定度来源。这些不确定度可以分成两类: 2GB/T4341.1—2014 ———来源于肖氏硬度计(包括直接检验时引入的测量值不确定度)以及标准硬度块的标定; ———来源于测试方法的不同和测试条件的变化。 使用表1列出的肖氏硬度计的示值误差来估算测量值的不确定度。 对肖氏硬度测量值的不确定度进行估算的示例见附录B。 注:有时对测量值不确定度的每个来源进行量化是不可能的。但通过对多个试件测量值的数据分析,可以获得对 测量值不确定度的估算值。 9 试验报告 试验报告应至少包括如下内容: a) 本部分的标准编号,即GB/T4341.1—2014; b)与试样相关的基本描述; c)试验结果; d)影响试验结果的各种细节; e)试验温度(在23℃±5℃试验时); f)测量筒支撑条件(手持测量或支架测量)。 3GB/T4341.1—2014 附 录 A (规范性附录) 使用者对硬度计的日常检查 A.1 使用者应在当天使用硬度计之前,对其使用的硬度标尺或范围进行检查。 A.2 日常检查应在按照JJG347检定的标准硬度块上至少打三个压痕。如果测量的硬度(平均)值与 标准硬度块标准值的差值在JJG346中给出的允许误差之内,则认为硬度计是合格的。如果超出其允 许误差,应立即进行间接检验。 A.3 所测数据应当保存一段时间,以便监测硬度计的复现性和稳定性。 4GB/T4341.1—2014 附 录 B (资料性附录) 肖氏硬度试验结果的测量不确定度 B.1 一般要求 B.1.1 本附录定义的不确定度只考虑硬度计与标准硬度块(CRM)相关测量的不确定度。这些不确定 度反映了所有不确定度分量的组合影响(间接检验)。由于本方法要求硬度计的各个独立部件均在其允 许偏差范围内正常工作,故强烈建议在硬度计通过直接检验一年内采用本方法计算。 B.1.2 图B.1示出了用于定义和区分各硬度标尺的三级计量朔源链的结构图。朔源链起始于用于定 义国内比对的各硬度标尺的国家基准。国家基准肖氏硬度机定度基准肖氏硬度块,标准肖氏硬度机定 度实验室用标准肖氏硬度机。当然,基准硬度机应当在尽可能高的准确度下进行直接标定和校准。 图B.1 肖氏硬度标尺的定义和硬度量值计量传递框图 B.2 一般程序 本程序用平方根求和的方法(RSS)计算合成不确定度uc(各不确定度分项见表B.1)。扩展不确定 度U是合成不确定度uc和包含因子k(通常取k=2)的乘积。表B.1给出了全部的符号和定义。 B.3 硬度计的偏差 硬度计的偏差b起源于下面两部分之间的差异: 5GB/T4341.1—2014