金属维氏硬度计检定规程.docx
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金属维氏硬度计检定规程
金属维氏硬度计检定规程
1范围
本规程适用于固定式金属维氏硬度计（试验力范围为0.4903N至980.7N）的首次检定、后续检定和使用中检验。
2引用文献
本规程引用下列文献GB/T4340.1-1999（eqvISO6507-1:
1997）金属维氏硬度试验第1部分：
试验方法
GB/T4340.2-1999（idtISO6507-2:
1997）金属维氏硬度试验第2部分：
硬度计的检验
GB/T4340.3-1999（idtISO6507-3:
1997）金属维氏硬度试验第3部分：
标准硬度块的标定
JJG144-1992标准测力仪检定规程
使用本规程时应注意使用上述引用文献的现行有效版本。
3概述金属维氏硬度计（以下简称硬度计）适用于各种金属材料的维氏硬度测定。
维氏硬度试验原理是：
将顶部两相对面夹角为136o的正四棱锥体金刚石压头用规定的试验力压入试样表面，经一定的保持时间后卸除试验力。
试验力与试样表面的压痕表面积之比即为维氏硬度。
在实际操作中测量压痕对角线长度，按式
（1）计算出维氏硬度值。
2
2
136
2sin
FHVSFd
Fd°
=
⋅=≈
（1）式中：
HV——维氏硬度值；
S——压痕表面积，mm2；
F——试验力，N；
d——两压痕对角线长度d1和d2的算术平均值，mm。
维氏硬度试验按三个试验力范围划分（见表1）。
表1按试验力范围划分维氏硬度试验
试验力范围F（N
硬度符号试验名称F≥49.03≥HV5维氏硬度试验1.961≤F＜49.03
HV0.2～＜HV5小负荷维氏硬度试验0.4903≤F＜1.961
HV0.05～＜HV0.2
显微维氏硬度试验
4计量性能要求
4.1主轴与试台台面的垂直度
由试验力杠杆和砝码组合或力传感器闭环系统产生试验力的硬度计，其主轴轴线与升降丝杠的同轴度应不大于mm3.0φ。
4.3试验力试验力应符合表2给出标称值的允差范围。
表2试验力最大允许误差
试验力范围F（N）
试验力最大允许误差（％）
F≥1.961
±1.00.4903≤F＜1.961
±1.5
4.4压头
表3横刃的最大允许长度
试验力范围F（N）
横刃的最大允许长度（mm）
F≥49.030.0020.09807≤F＜49.03
0.001
4.5压痕测量装置
表4压痕测量装置的分辨力和最大允许误差
压痕对角线长度d
mm
测量装置的分辨力
最大允许误差d≤0.0400.0002mm±0.0004mmd＞0.040
0.5％d
±0.8％d
硬度计示值误差的最大允许值应符合表5的规定。
表5硬度计示值误差的最大允许值
硬度计示值误差的最大允许值，±％
硬度，HV
硬度符号
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
600
700
800
900
1000
HV0.0568910HV0.1567889101011HV0.246891011111212HV0.345678910101111HV0.5355667788911HV13444555666HV23334444455HV33333344444HV53333333334HV103333333333HV203333333333HV303322222222HV503322222222HV100
3
2
2
2
2
2
2
2
2
注：
1当压痕对角线长度小于0.02mm时，表中未给出值。
2对于中间值，其最大允许误差可通过内插法求得。
3表中有关显微硬度计的值是以0.001mm或压痕对角线长度平均值的2%为最大允许误差给出的。
以较大者为准。
硬度计示值重复性是表示在检定条件不变的情况下，用硬度计在标准块工作面不同位置上所测得的各点硬度值之间的最大差值与平均值之比。
硬度计示值重复性应符合表6的规定。
表6硬度计示值重复性的最大允许值
示值重复性的最大允许值
标准块的硬度
范围HV5～HV100HV0.2～＜HV5
＜HV0.2≤225HV6.0％12.0％12.0％＞225HV
4.0％
8.0％
10.0％
5通用技术要求
5.1硬度计应有铭牌，铭牌上应标明产品名称、规格型号、编号、制造厂及出厂年月；新制造的硬度计还应有CMC标志。
硬度计应配有常用硬度范围的标准硬度块。
5.2硬度计应正确安装在稳固的基础上，其水平应调至1mm/m。
5.3压头柄应牢固地安装在主轴孔中。
5.4硬度计的主轴、试验力加卸机构、升降机构、缓冲机构、压痕测量装置等均应正常灵活的工作；丝杆无晃动；试验力加卸应平稳无冲击，且不影响读数。
5.5试台应稳固地安装在丝杆上，可调试台移动时不应有阻滞等机械障碍，横、纵向调节丝杆转动应灵活，试台台面应平整光滑。
5.6硬度计的测量装置在其视场的60％中央部分为有效使用范围，在该范围内应保证压痕像质清晰、边缘明显。
微调焦距时，压痕不得有明显的晃动现象，加试验力后不应有失焦现象；调焦手轮在转动时应连续、均匀且无明显间隙。
5.7测量装置的所有刻线应清晰、均匀、无缺陷，光学系统照明强度可调。
5.8电器装置应安全可靠、绝缘良好。
5.9试验循环时间试验循环时间是试验力施加时间、保持时间和卸除时间的总和，每次试验循环时间的最大允许误差为±0.5s。
表7检定用器具
检定器具
序号
检定项目
名称技术要求
校验棒
圆柱度不大于mm01.0φ，
有效长度100mm
直角尺1级
塞尺（0.02～1）mm，1级1
硬度计主轴与试台台面垂直度
压痕测量装置±0.0004mm，分度值≤mµ1.02升降丝杠轴线与主轴
轴线同轴度
硬度块＞700HV3试验力标准测力仪0.2级
4压痕测量装置
标准刻线尺
（0～1）mm，分度值0.01mm
5硬度计示值误差和重复性标准维氏/小负荷维氏/显
微维氏硬度块硬度范围见表9立体显微镜50倍以上6压头外观及镶嵌质量硬度块＞700HV
7金刚石压头顶部表面粗糙度干涉显微镜不确定度（5-22）%（k=3）
8
金刚石压头棱锥角及向差工具显微镜
50倍以上
分度值＜1´
9金刚石压头棱锥体轴线与压头柄轴线的同轴度
和倾斜度
同上
同上
10
金刚石压头顶端横刃
测量显微镜
±0.0004mm，分度值≤mµ1.0，
400×以上
11硬度计安装水平度水平仪分度值0.2mm/m12
试验循环时间
秒表
分辨力0.1S
6.2检定项目和检定方法
检定项目见表8
表8检定项目表
检定项目首次检定
后续检定
使用中检定
外观
+++硬度计主轴与试台台面垂直度+--升降丝杆轴线与主轴轴线的垂直度
+--试验力+--压痕测量装置
+--压头
+--硬度计示值误差和重复性
+
+
+
注：
表中“+”表示应检项目；“-”表示不检项目
a）由试验力杠杆和砝码组合或力传感器闭环系统产生试验力的硬度计
o
o
KKKW
（2）式中：
W——试验力误差；
金刚石压头在最大试验力试验后，用不低于50倍的体视显微镜观察金刚
用50倍以上的工具显微镜测量，首先使工作台及测角目镜置于零位，V形槽放在工作台上，将校验棒放在V形槽内，使校验棒母线与测角目镜中米字线竖线重合，固定V形槽，取下校验棒，将压头柄放在V形槽内，使压头轴线与米字线竖线重合，压头绕轴线转动，测量横向上的最大值与最小值，两者之差即为同轴度。
转动测角目镜鼓轮，使米字线的横线分别与压头锥体母线重合（见图1）
测量1α和2α角度，
2
2
图1金刚石棱锥体倾斜角测量示意图
表9各试验力的标准块硬度范围
标准块的硬度范围HV
试验力N硬度符号
≤225
（400～600）
＞7000.4903HV0.05175～225*--0.9807HV0.1175～225400～600*-1.961HV0.2175～225400～600**700～800*2.942HV0.3175～225400～600700～800**4.903HV0.5175～225400～600700～800*9.807HV1175～225400～600700～800*19.61HV2175～225400～600700～80029.42HV3175～225400～600700～800**49.03HV5175～225*400～600700～800*98.07HV10175～225400～600*700～800196.1HV20175～225400～600700～800294.2HV30175～225400～600*700～800490.3HV50175～225400～600700～800980.7
HV100
－
400～600
700～800
注：
1.*为硬度计周期检定常用的标准块，首次检定除带“*”范围的标准块，还应增加“**”
硬度范围的标准块。
2.特殊情况下，标准块的硬度范围可不受本表限制。
试验力的保持时间为（10-15）s。
按本规程要求检定合格的硬度计，发给检定证书。
检定不合格的硬度计发给检定结果通知书。
6.4检定周期
金刚石压头检定周期为5年，硬度计检定周期一般不超过1年。
附录A维氏硬度计试验力和示值检定记录格式
附录B维氏硬度计检定证书和检定结果通知书内页格式附录C棱锥体相对两棱边夹角与相对两棱面夹角换算表
附录C
棱锥体相对两棱边夹角与相对两棱面角夹换算表
棱边间夹角棱面间夹角棱边间夹角棱面间夹角棱边间夹角棱面间夹角棱边间夹角棱面间夹角
147021＇13500＇
147044＇135030＇14807＇
13600＇
148030＇136031＇
22＇1＇45＇31＇8＇2＇31＇32＇23＇3＇46＇33＇9＇3＇32＇33＇24＇4＇47＇34＇10＇4＇33＇35＇25＇5＇48＇35＇11＇6＇34＇36＇26＇7＇49＇37＇12＇7＇35＇37＇27＇8＇50＇38＇13＇8＇36＇39＇28＇9＇51＇39＇14＇10＇37＇40＇29＇10＇52＇41＇15＇11＇38＇41＇30＇12＇53＇42＇16＇12＇39＇43＇31＇13＇54＇43＇17＇14＇40＇44＇32＇14＇55＇45＇18＇15＇41＇45＇33＇16＇56＇46＇19＇16＇42＇46＇34＇17＇57＇47＇20＇18＇43＇48＇35＇18＇58＇49＇21＇19＇44＇49＇36＇20＇59＇50＇22＇20＇45＇50＇37＇21＇14800＇
51＇23＇21＇46＇52＇38＇22＇1＇53＇24＇23＇47＇53＇39＇24＇2＇54＇25＇24＇48＇54＇40＇25＇3＇55＇26＇25＇49＇56＇41＇26＇4＇56＇27＇27＇50＇57＇42＇28＇5＇58＇28＇28＇51＇
58＇
43＇
29＇
6＇
59＇
29＇
29＇
52＇13700＇
国家计量检定规程《金属维氏硬度计》（征求意见稿）编制说明一．规程修订情况概述本规程是依据200X年国家计量技术法规制定，修订计划项目表X序号X《金属维氏硬度计检定规程》的修订计划。
由国家质量检验检疫总局下达修订任务，由中国计量科学研究院、上海市计量测试技术研究院、上海泰明光学仪器有限公司、上海沪工高峰工具有限公司上海材料试验机厂等单位共同承担修订任务。
由上述单位的有关人员于2004年11月24日至26日在福建泉州市召开了起草工作组会议，对规程的修订内容及试验验证方案进行了广泛讨论并取得了一致意见，随后准备了起草规程征求意见稿的工作。
本规程是在合并修订原国家计量检定规程JJG151-1991《金属维氏硬度计检定规程》、JJG260-1991《显微硬度计检定规程》和JJG334-1993《金刚石压头检定规程》（维氏和显微维氏压头部分）而制定的。
为了适应我国全面采用国际标准的基本国策，和国际标准及国际法制计量组织标准相一致，本次修订对内容作了较大的修改，以满足采用国际标准的要求。
二．1.规程的修订解释与说明根据JJF1002-1998《国家计量检定规程编写规则》的要求，调整了原检定规程的结构，增加了“范围”“引用文献”“概述”等章节内容，合并了技术要求，其主要技术要求和检定方法与最新版本的ISO6507-2：
1997和GB/T4340.2-1999的内容基本一致。
2.按ISO6507-1：
1997《金属材料－维氏硬度试验－第1部分：
试验方法》及GB/T4340.1-1999（eqvISO6507-1：
1997）的要求，维氏硬度按试验力范围划分，分三个试验方法（见表1）。
表1试验力范围F（N）F≥49.03硬度符号≥HV5试验名称维氏硬度试验1
1.961≤F＜49.030.09807≤F＜1.961HV0.2～＜HV5HV0.01～＜HV0.2小负荷维氏硬度试验显微维氏硬度试验原JJG151-1991规定的试验力范围为（49.03～980.7）原JJG260-1991N；规定的试验力范围为≤9.807N，本次修订时将所缺的部分小负荷维氏硬度给补充完整。
3.试验力最大允许误差基本和原JJG151和JJG260基本一致，其修改内容见表2。
表2规程代号JJG151-XXXX0.09807≤F＜1.961F≥1.961JJG151-1991F＞0.9807JJG260-1991F≤0.9807试验力范围F（N）F≥1.961试验力最大允许误差（%）±1.0±1.5±1.0±1.5±2.0对试验力小于等于0.9807N（≤HV0.1），试验力最大允差要求有所提高。
4.对静重砝码直接产生试验力的硬度计，由于其主轴由支撑簧片支承，处于半柔性状态，因而无法用校验芯棒和直角尺测量其主轴与试台台面的垂直度，只能依据其压痕对角线d1和d2及半对角线之差来衡量其主轴是否处于垂直状态。
5.有关金刚石棱锥体压头的横刃最大允许长度，ISO要求与原规程的要求见表3。
表3试验力范围F（N）F≥49.031.961≤F＜49.030.09807≤F＜1.961横刃的最大允许长度（mm）JJG151-200X0.0020.0010.0005JJG334-19930.0020.0010.0012
ISO对F＜1.961N（＜HV0.1＝段，横刃的最大允许长度为0.0005mm,比原规程有了较大提高。
这对金刚石压头制造厂带来一定的难度，同时标准压头横刃将缩小为0.00025mm。
我国的生产工艺与测试仪器尚达不到这个水平。
同时压头横刃的减小并不能明显提高硬度测量的不确定度。
因此本次修订对此项未改动。
6.修订后的规程新增了压痕测量装置的估测能力。
修订后的规程和原规程在测量装置的最大允许误差的区段划分上有所不同，其差异见表4。
表4规程代号JJG151-200Xd＞0.040d≤0.2JJG151-1991d＞0.2d≤0.03JJG260-1991d＞0.03压痕对角线长度d（mm）d≤0.040最大允许误差±0.0004mm±0.8%d±0.001mm±0.5%d±1.5%d±1.0%d我们分别取0.02mm及0.3mm测量点，经计算，修订后规程的最大允许误差分别为±0.0004mm和±0.003mm；原规程的最大允许误差为±0.0003mm和±0.0015mm。
可见原规程要求高于修订后规程。
7.硬度示值允许最大误差及示值重复性是按ISO6507：
2－1997要求修订的，与原规程相比试验力及硬度范围均扩大，示值最大允许误差及示值重复性要求均放宽，特别是较小试验力级，其示值最大允许误差放宽较多，这是为了满足基准机、标准块及工作硬度计的误差合理分配而作出调整。
8.检定环境温度按ISO6507：
2－1997要求改为（23±5）℃。
9.增加了检定项目表内容。
10.对检定各试验力级的标准硬度块范围作出调整，使之符合ISO6507：
2－1997的要求。
3
三．参考资料本规程在修订过程中参阅了以下资料⑴JJF1002-1998《国家计量检定规程编写规则》⑵ISO6507：
1－1997《金属材料－维氏硬度－第1部分：
试验方法》⑶ISO6507：
2－1997《金属材料－维氏硬度－第2部分：
硬度计的检验》⑷ISO6507：
3－1997《金属材料－维氏硬度－第3部分：
标准块的标定》⑸GB/T4340.1-1999⑹GB/T4340.2-1999⑺GB/T4340.3-1999⑻JJG114-1992⑼GB/T13634-2000《金属维氏硬度第1部分：
试验方法》《金属维氏硬度第2部分：
硬度计的检验》《金属维氏硬度第3部分：
标准硬度块的标定》《标准测力仪》《试验机检验用测力仪的校准》4
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