低標(biāo)尺布氏硬度塊的校準(zhǔn)技術(shù)研究

東方，劉玉波，焦洋，薛燕，段長(zhǎng)生

(國(guó)防科技工業(yè)2311 二級(jí)計(jì)量站，黑龍江 哈爾濱150046)

0 引言

在低標(biāo)尺布氏硬度塊的研制和校準(zhǔn)過(guò)程中，尤其是5F/D2，2.5F/D2和1 F/D2的布氏硬度塊的均勻度、穩(wěn)定性等技術(shù)指標(biāo)和目前現(xiàn)行的國(guó)家布氏硬度計(jì)量檢定規(guī)程規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)存在較大的差異，現(xiàn)行的國(guó)家布氏硬度計(jì)量檢定規(guī)程不能真實(shí)反應(yīng)5F/D2，2.5F/D2和1 F/D2布氏硬度塊的技術(shù)性能，使得國(guó)防科技工業(yè)科研生產(chǎn)中使用的5F/D2，2.5F/D2和1 F/D2布氏硬度塊的校準(zhǔn)缺少必要的技術(shù)規(guī)范，用于指導(dǎo)其進(jìn)行量值傳遞。因此有必要對(duì)低標(biāo)尺布氏硬度塊的校準(zhǔn)技術(shù)進(jìn)行研究，用以完善國(guó)防軍工系統(tǒng)布氏硬度參數(shù)的量值傳遞體系。本文以5F/D2，2.5F/D2為例介紹了低標(biāo)尺布氏硬度塊的校準(zhǔn)技術(shù)研究過(guò)程。

1 低標(biāo)尺布氏硬度塊的校準(zhǔn)技術(shù)研究

在低標(biāo)尺布氏硬度塊的研制和校準(zhǔn)技術(shù)研究中，項(xiàng)目組參照了相應(yīng)的國(guó)際和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)低標(biāo)尺布氏硬度塊提出了具體的計(jì)量性能要求，及其校準(zhǔn)規(guī)范中規(guī)定的校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法。

1.1 低標(biāo)尺布氏硬度塊的計(jì)量性能要求

①均勻度

2.5 F/D2，5F/D2標(biāo)尺布氏硬度塊的均勻度技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。d－為硬度壓痕直徑平均值。

1.2 低標(biāo)尺布氏硬度塊校準(zhǔn)規(guī)范的校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法

1.2.1 硬度值

①試驗(yàn)力施加速度是以壓頭剛接觸硬度塊時(shí)的速

表1 2.5，5F/D2標(biāo)尺布氏硬度范圍及均勻度技術(shù)指標(biāo)

②穩(wěn)定性

布氏硬度塊的穩(wěn)定性技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表2。表2 中，d－為硬度壓痕直徑平均值。

表2 2.5，5F/D2標(biāo)尺布氏硬度范圍及穩(wěn)定性技術(shù)指標(biāo)

度來(lái)表示的，應(yīng)不超過(guò)l mm/s，由開(kāi)始加試驗(yàn)力到試驗(yàn)力全部加完的時(shí)間為6 ～8 s。

試驗(yàn)力保持時(shí)間的技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表3。

表3 試驗(yàn)力保持時(shí)間

②兩相鄰壓痕中心距離不得小于3 倍壓痕直徑，壓痕中心至標(biāo)準(zhǔn)塊邊緣的距離不得小于2.5 倍壓痕直徑。每個(gè)壓痕直徑的測(cè)量，應(yīng)在相互垂直的兩個(gè)方向進(jìn)行，取其平均值。兩垂直方向直徑之差與其中較短的直徑之比應(yīng)符合表4 要求。

表4 兩垂直方向直徑之差與其中較短直徑的比值

③在所要校準(zhǔn)的布氏硬度塊上均勻分布地測(cè)定5點(diǎn)(第二次校準(zhǔn)時(shí)測(cè)定3 點(diǎn))硬度值，所測(cè)得的硬度值平均值即為被校準(zhǔn)布氏硬度塊的硬度值。硬度值用三位有效數(shù)字表示。

1.2.2 均勻度

布氏硬度塊的均勻度用式(1)進(jìn)行計(jì)算:

式中:R 為均勻度，%;d－為硬度塊壓痕直徑平均值，mm;dmax為壓痕直徑最大值，mm;dmin為壓痕直徑最小值，mm。

布氏硬度塊的均勻度應(yīng)符合2.1 的規(guī)定。

1.2.3 穩(wěn)定性

布氏硬度塊的穩(wěn)定性用下式進(jìn)行計(jì)算。

布氏硬度塊的穩(wěn)定性應(yīng)符合2.1 的規(guī)定。

2 低標(biāo)尺布氏硬度塊的校準(zhǔn)結(jié)果

這里我們通過(guò)20 ～50 HBW1/5 和10 ～50 HBW2.5/15.625 低標(biāo)尺布氏硬度塊的校準(zhǔn)結(jié)果，說(shuō)明低標(biāo)尺布氏硬度塊能夠滿足校準(zhǔn)規(guī)范要求，符合項(xiàng)目組提出的技術(shù)指標(biāo)要求。

2.1 20 ～50HBW1/5 布氏硬度塊的校準(zhǔn)結(jié)果

校準(zhǔn)結(jié)果如表5 和圖1 所示，表5 為20 ～50 HBW1/5 布氏硬度塊的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，圖1 為20 ～50 HBW1/5 布氏硬度塊的壓痕直徑分布示意圖。

圖1 20 ～50 HBW1/5 布氏硬度塊的壓痕直徑分布示意圖

表5 20 ～50 HBW1/5 布氏硬度塊校準(zhǔn)數(shù)據(jù)

2.2 10 ～50 HBW2.5/15.625 布氏硬度塊的校準(zhǔn)結(jié)果

校準(zhǔn)結(jié)果如表6 和圖2 所示，表6 為10 ～50 HBW2.5/15.625 布氏硬度塊的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，圖2 為10 ～50 HBW2.5/15.625 布氏硬度塊的壓痕直徑分布示意圖。

表6 10 ～50 HBW2.5/15.625 布氏硬度塊校準(zhǔn)數(shù)據(jù)

圖2 10 ～50 HBW2.5/15.625 布氏硬度塊的壓痕直徑分布示意圖

3 結(jié)語(yǔ)

研究低標(biāo)尺布氏硬度塊的校準(zhǔn)方法，解決軍工科研生產(chǎn)的實(shí)際問(wèn)題，通過(guò)研究低標(biāo)尺布氏硬度塊相應(yīng)技術(shù)指標(biāo)要求，起草了低標(biāo)尺布氏硬度塊軍工計(jì)量技術(shù)規(guī)范，近期將發(fā)布《低標(biāo)尺布氏硬度塊校準(zhǔn)規(guī)范》的征求意見(jiàn)稿，歡迎廣大計(jì)量同行多提寶貴意見(jiàn)。項(xiàng)目組也深入研究了低標(biāo)尺布氏硬度塊制備流程和工藝，解決了用于軍工科研生產(chǎn)的布氏硬度計(jì)的計(jì)量過(guò)程中沒(méi)有相應(yīng)標(biāo)尺和硬度范圍的布氏硬度塊進(jìn)行間接校準(zhǔn)的問(wèn)題，保證了軍工科研生產(chǎn)布氏硬度值檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠，為材料檢測(cè)過(guò)程提供有效的計(jì)量技術(shù)支撐和條件保障。

［1］ASTM E10 Standard Test Method for Brinell Hardness of Metallic Materials.

［2］GB/T 231.3 金屬布氏硬度試驗(yàn) 第3 部分:標(biāo)準(zhǔn)硬度塊的標(biāo)定.