摘 要：螺母維氏硬度測量的不確定度主要來源于壓痕對角線重復(fù)性、硬度計、數(shù)值修約及標(biāo)準(zhǔn)硬度塊等；根據(jù)國家計量技術(shù)規(guī)范JJF1059，建立維氏硬度的測量模型，對螺母維氏硬度試驗測量結(jié)果的不確定度進(jìn)行評定。

關(guān)鍵詞：維氏硬度；螺母；不確定度

測量不確定度意為對測量結(jié)果正確性的可疑程度。測量的水平和質(zhì)量用“測量不確定度”來評價，不確定度越小，則測量結(jié)果的質(zhì)量越高。在對螺母的維氏硬度測量過程中，存在著多種影響因素，本文對主要影響因素開展了研究。

1 測量過程概述

（1）測量依據(jù)：GB/T 4340.1-2009 金屬材料 維氏硬度試驗 第1部分：試驗方法。

（2）環(huán)境條件：實驗室溫度控制在（20±5）℃，相對濕度≤80%。

（3）測量儀器：北京時代THVP-50型數(shù)顯維氏硬度計。

（4）被測對象：滿足GB/T 6170 要求的螺紋規(guī)格D=M20、性能等級為8級的1型六角螺母。

（5）測量模型：

式中：F為試驗力（N）；d=（d1+d2）/2（mm）；d1為壓痕對角線1的測量值（mm）；d2為壓痕對角線2的測量值（mm）。

2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定

2.1 壓痕對角線重復(fù)性引入的不確定度u（d）

選取任意一個螺紋規(guī)格D=M20、性能等級為8級的1型六角螺母，在HV30重復(fù)條件下連續(xù)測量10次，壓痕d的測量結(jié)果為：

2.1.1 壓痕d1的影響

由表1可知算數(shù)平均值：

其單次實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差：

測量方法中給出對于同一樣品要測量3次，取平均值作為結(jié)果，因此測量重復(fù)性引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

2.1.2 壓痕d2的影響

由表1可知算數(shù)平均值：

其單次實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差：

測量方法中給出對于同一樣品要測量3次，取平均值作為結(jié)果，因此壓痕d2的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

2.1.3 壓痕d的合成相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度

2.2 硬度計示值允許偏差引入的不確定度u（m）

根據(jù)校準(zhǔn)證書給出硬度計校準(zhǔn)結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為urel=1.4%，k=2，則硬度計示值允許偏差引入的相對不確定度為：

urel（m）=■=0.7%

2.3 硬度測試值進(jìn)行數(shù)值修約所引入的不確定度u（x）

根據(jù)GB/T434001-2009，當(dāng)硬度值≥100時結(jié)果修約到1，其半寬為0.5，所以硬度測試值修約導(dǎo)致的相對不確定度為：

urel（m）=■=0.1106%

2.4 標(biāo)準(zhǔn)硬度塊引入的不確定度u（s）

檢定證書給出了標(biāo)準(zhǔn)硬度塊的均勻度為1.0%，因此標(biāo)準(zhǔn)硬度塊均勻度引入的相對不確定度為

urel（s）=■=0.2887%

2.5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

因為螺母維氏硬度的不確定度分量是獨立不相關(guān)的，所以合成相對不確定度為：

2.6 擴(kuò)展不確定度

擴(kuò)展不確定度為合成標(biāo)準(zhǔn)不確定與包含因子的乘積，JJF1059中對普通實驗室的要求取包含因子k=2（即置信概率約為95%），因此螺母使用30kg力進(jìn)行維氏硬度檢測時測量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為：

U=ku=8.3374HV30，k=2

因為HV30=261>100，所以U取1位有效數(shù)，即U=8HV30

3 測量結(jié)果及其不確定度

261HV30，U=8HV30，k=2

此結(jié)果表明，在螺紋規(guī)格D=M20、性能等級為8級的1型六角螺母維氏硬度HV30的測試結(jié)果可能包含8HV30的不確定度，即有95%的可能性其結(jié)果在（261-8）HV30～（261+8）HV30的區(qū)間。

參考文獻(xiàn)

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[4]胡永江，李生初，楊航飛，等.金屬材料維氏硬度測量不確定度的評定[J].金屬制品，2009，35（1）：59-60.

作者簡介：杜麗曉（1986，02-），女，民族：漢，籍貫：河北石家莊，學(xué)歷：本科，職稱：助理工程師，主要研究方向：理化檢測。