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GB/T 231.1-2009

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GB/T 231.1-2009 英文版 80 购买 3分钟内自动发货[PDF],有增值税发票。 金属材料 布氏硬度试验 第1部分:试验方法 作废

   
基本信息
标准编号 GB/T 231.1-2009 (GB/T231.1-2009)
中文名称 金属材料 布氏硬度试验 第1部分:试验方法
英文名称 Metallic materials. Brinell hardness test. Part 1: Test method
行业 国家标准 (推荐)
中标分类 H22
国际标准分类 77.040.10
字数估计 17,154
发布日期 2009-06-25
实施日期 2010-04-01
旧标准 (被替代) GB/T 231.1-2002
采用标准 ISO 6506-1-2005, MOD
起草单位 钢铁研究总院、冶金工业信息标准研究院、首钢总公司、上海出入境检验检疫局、武钢研究院、大连希望设备公司、上海材料所
归口单位 全国钢标准化技术委员会
标准依据 国家标准批准发布公告2009年第9号(总第149号)
提出机构 中国钢铁工业协会
发布机构 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
范围 GB/T 231的本部分规定了金属布氏硬度试验的原理、符号及说明、试验设备、试样、试验程序、结果的不确定度及试验报告。本部分规定的布氏硬度试验范围上限为650HBW。特殊材料或产品布氏硬度试验应在相关标准中规定。

GB/T 231.1-2009
Metallic materials.Brinell hardness test.Part 1: Test method
ICS 77.040.10
H22
中华人民共和国国家标准
GB/T 231.1-2009
代替GB/T 231.1-2002
金属材料 布氏硬度试验
第1部分:试验方法
(ISO 6506-1:2005,MOD)
2009-06-25发布
2010-04-01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
引言 Ⅳ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 原理 1
4 符号及说明 2
5 试验设备 2
6 试样 3
7 试验程序 3
8 结果的不确定度 4
9 试验报告 4
附录A(资料性附录) 使用者对硬度计的日常检查 6
附录B(规范性附录) 压痕平均直径与试样最小厚度关系表 7
附录C(资料性附录) 硬度值测量的不确定度 9
GB/T 231.1-2009
前言
GB/T 231《金属材料 布氏硬度试验》分为如下四部分:
---第1部分:试验方法;
---第2部分:硬度计的检验与校准;
---第3部分:标准硬度块的标定;
---第4部分:硬度值表。
本部分为GB/T 231的第1部分。
本部分修改采用国际标准ISO 6506-1:2005《金属材料 布氏硬度试验 第1部分:试验方法》(英
文版)。
本部分根据ISO 6506-1:2005重新起草,根据我国的实际情况,本部分在采用国际标准时进行了修
改和补充。这些技术性差异用垂直单线标识在它们所涉及的条款的页边空白处。
本部分结构和技术内容与ISO 6506-1:2005基本一致,根据我国情况在以下几方面进行了修改:
---删去了国际标准的前言;
---“本国际标准”一词改为“本标准”;
---用小数点“.”代替作为小数点的“,”;
---在规范性引用文件中删去了标准ISO 4498-1;
---在第6章中的6.1增加了试样表面粗糙度的建议;
---对原ISO 6506-1:2005标准的附录C硬度值的测量不确定度进行了修改。
本部分代替GB/T 231.1-2002《金属布氏硬度试验 第1部分:试验方法》,与原标准相比对下列
内容进行了修改:
---增加了引言;
---在7.3中增加了“尽可能选取大的试样区域的相关内容”;
---在7.4中增加了“试样在试验过程中不应发生位移的说明”;
---增加了7.9条;
---增加了第8章“试验结果的不确定度”;
---增加了资料性附录A使用者对硬度计的日常核查;
---增加了资料性附录C硬度值测量不确定度。
本部分的附录B为规范性附录,附录A和附录C为资料性附录。
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、首钢总公司、上海出入境检验检疫局、
武钢研究院、大连希望设备公司、上海材料所。
本部分起草人:高怡斐、董莉、王萍、吴益文、殷建军、李荣峰、王滨。
本部分所代替标准的历次版本发布情况为:
---GB/T 231-1962,GB/T 231-1984,GB/T 231.1-2002。
GB/T 231.1-2009
引 言
本版标准只允许使用硬质合金球压头。布氏硬度符号为 HBW,不应与以前的符号 HB和用钢球
头时使用的符号HBS相混淆。
GB/T 231.1-2009
金属材料 布氏硬度试验
第1部分:试验方法
1 范围
GB/T 231的本部分规定了金属布氏硬度试验的原理、符号及说明、试验设备、试样、试验程序、结
果的不确定度及试验报告。
本部分规定的布氏硬度试验范围上限为650HBW。
特殊材料或产品布氏硬度试验,应在相关标准中规定。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过GB/T 231的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文
件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达成
协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本
部分。
GB/T 231.2 金属布氏硬度试验 第2部分:硬度计的检验与校准(GB/T 231.2-2002,
ISO 6506-2:1999,MOD)
GB/T 231.3 金属布氏硬度试验 第3部分:标准硬度块的标定(GB/T 231.3-2002,ISO 6506-
3:1999,MOD)
GB/T 231.4 金属材料 布氏硬度试验 第4部分:硬度值表(GB/T 231.4-2009,ISO 6506-4:
2005,IDT)
JJF1059 测量不确定度评定与表示
3 原理
对一定直径的硬质合金球施加试验力压入试样表面,经规定保持时间后,卸除试验力,测量试样表
面压痕的直径(见图1)。
图1 试验原理
GB/T 231.1-2009
布氏硬度与试验力除以压痕表面积的商成正比。压痕被看作是具有一定半径的球形,压痕的表面
积通过压痕的平均直径和压头直径计算得到。
4 符号及说明
4.1 符号及说明见表1及图1。
表1 符号及说明
符 号 说 明 单 位
D 硬质合金球直径 mm
F 试验力 N
压痕平均直径
mm
mm
HBW
布氏硬度 = 常数×
试验力
压痕表面积
=0.102 2F
0.102×F/D2 试验力-球直径平方的比率 N/mm2
9.80665≈0.102
4.2 布氏硬度HBW表达方法举例
示例:
600
布氏硬度值
HBW
硬度符号
1/
硬质合金球直径, mm
30
施加的试验力对应的kgf值,这里30kgf= 294.2N
20
试验力保持时间(20s),如果不在规定的时间范围(10s到15s )
5 试验设备
5.1 硬度计
硬度计应符合GB/T 231.2的规定,能施加预定试验力或9.807N~29.42kN范围内的试验力。
5.2 压头
硬质合金压头应符合GB/T 231.2的要求。
5.3 压痕测量装置
压痕测量装置应符合GB/T 231.2的规定。
注:附录A给出了使用者对硬度计进行日常检查的方法。
GB/T 231.1-2009
6 试样
6.1 试样表面应平坦光滑,并且不应有氧化皮及外界污物,尤其不应有油脂。试样表面应能保证压痕
直径的精确测量,建议表面粗糙度参数R犪不大于1.6μm。
6.2 制备试样时,应使过热或冷加工等因素对试样表面性能的影响减至最小。
6.3 试样厚度至少应为压痕深度的8倍。试样最小厚度与压痕平均直径的关系见附录B。试验后,试
样背部如出现可见变形,则表明试样太薄。
7 试验程序
7.1 试验一般在10℃~35℃室温下进行,对于温度要求严格的试验,温度为23℃±5℃。
7.2 本部分使用表2中各级试验力。
注:如果有特殊协议,其他试验力-球直径平方的比率也可以用。
表2 不同条件下的试验力
硬度符号
硬质合金球直径
D/mm
试验力-球直径平方的比率
0.102×F/D2/(N/mm2)
试验力的标称值
HBW10/3000 10 30 29.42kN
HBW10/1500 10 15 14.71kN
HBW10/1000 10 10 9.807kN
HBW10/500 10 5 4.903kN
HBW10/250 10 2.5 2.452kN
HBW10/100 10 1 980.7N
HBW5/750 5 30 7.355kN
HBW5/250 5 10 2.452kN
HBW5/125 5 5 1.226kN
HBW5/62.5 5 2.5 612.9N
HBW5/25 5 1 245.2N
HBW2.5/187.5 2.5 30 1.839kN
HBW2.5/62.5 2.5 10 612.9N
HBW2.5/31.25 2.5 5 306.5N
HBW2.5/15.625 2.5 2.5 153.2N
HBW2.5/6.25 2.5 1 61.29N
HBW1/30 1 30 294.2N
HBW1/10 1 10 98.07N
HBW1/5 1 5 49.03N
HBW1/2.5 1 2.5 24.52N
HBW1/1 1 1 9.807N
7.3 试验力的选择应保证压痕直径在0.24D~0.6D之间。
试验力-压头球直径平方的比率(0.102F/D2 比值)应根据材料和硬度值选择,见表3。
为了保证在尽可能大的有代表性的试样区域试验,应尽可能地选取大直径压头。
GB/T 231.1-2009
当试样尺寸允许时,应优先选用直径10mm的球压头进行试验。
表3 不同材料的试验力-压头球直径平方的比率
材 料
布氏硬度
HBW
试验力-球直径平方的比率
0.102×F/D2/(N/mm2)
钢、镍基合金、钛合金 30
铸铁a
<140 10
≥140 30
铜和铜合金
<35 5
35~200 10
>200 30
轻金属及其合金
<35 2.5
35~80
10
15
>80
10
15
铅、锡 1
a对于铸铁试验,压头的名义直径应为2.5mm、5mm或10mm。
7.4 试样应稳固地放置于试台上。试样背面和试台之间应清洁和无外界污物(氧化皮、油、灰尘等)。
将试样牢固地放置在试台上,保证在试验过程中不发生位移是非常重要的。
7.5 使压头与试样表面接触,无冲击和振动地垂直于试验面施加试验力,直至达到规定试验力值。从
加力开始至全部试验力施加完毕的时间应在2s~8s之间。试验力保持时间为10s~15s。对于要求
试验力保持时间较长的材料,试验力保持时间允许误差应在±2s以内。
7.6 在整个试验期间,硬度计不应受到影响试验结果的冲击和振动。
7.7 任一压痕中心距试样边缘距离至少应为压痕平均直径的2.5倍;两相邻压痕中心间距离至少应为
压痕平均直径的3倍。
7.8 应在两相互垂直方向测量压痕直径。用两个读数的平均值计算布氏硬度,或按GB/T 231.4查得
布氏硬度值。
注:对于自动测量装置,可采用如下方式计算:
---等间隔多次测量的平均值;
---材料表面压痕投影面积数值。
7.9 GB/T 231.4包含了平面布氏硬度值的计算表,用于测定平面试样的硬度值。
8 结果的不确定度
如需要,一次完整的不确定度评估宜依照测量不确定度表示指南JJF1059进行。
对于硬度试验,可能有以下两种评定测量不确定度的方法。
---基于在直接校准中对所有出现的相关不确定度分量的评估。
---基于用标准硬度块(有证标准物质)进行间接校准,测定指导参见附录C。
9 试验报告
试验报告应包括以下内容:
GB/T 231.1-2009
a) GB/T 231的本部分编号;
b) 有关试样的详细描述;
c) 如果试验温度不在10℃~35℃,应注明试验温度;
d) 试验结果;
e) 不在本部分规定之内的操作;
f) 影响试验结果的各种细节。
注1:没有普遍适用的精确方法将布氏硬度值换算成其他硬度或抗拉强度。除非通过对比试验得到相关的换算依
据,或产品标准另有规定,否则应避免这些换算。
注2:应注意材料的各项异性,例如经过大变形量冷加工,这样压痕直径在不同方向可能有较大差异。产品技术条
件应规定这个差异的极限。
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附 录 A
(资料性附录)
使用者对硬度计的日常检查
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。
日常检查之前,(对于每个范围/标尺和硬度水平)应使用依照GB/T 231.3标定过的标准硬度块上
的标准压痕进行压痕测量装置的间接检验。压痕测量值应与标准硬度块证书上的标准值相差在0.5%
以内。如果测量装置不能满足上述要求,应采取相应措施。
日常检查应在按照GB/T 231.3标定的标准硬度块上至少打一个压痕。如果测量的硬度(平均)值
与标准硬度块标准值的差值在GB/T 231.2中给出的允许误差之内,则硬度计被认为是满意的。如果
超出,应立即进行间接检验。
所测数据应当保存一段时间,以便监测硬度计的再现性和测量设备的稳定性。
GB/T 231.1-2009
附 录 B
(规范性附录)
压痕平均直径与试样最小厚度关系表
表B.1 压痕平均直径与试样最小厚度关系 单位为毫米
压痕的平均直径
试样的最小厚度
D=1 D=2.5 D=5 D=10
0.2 0.08
0.3 0.18
0.4 0.33
0.5 0.54
0.6 0.80 0.29
0.7 0.40
0.8 0.53
0.9 0.67
1.0 0.83
1.1 1.02
1.2 1.23 0.58
1.3 1.46 0.69
1.4 1.72 0.80
1.5 2.00 0.92
1.6 1.05
1.7 1.19
1.8 1.34
1.9 1.50
2.0 1.67
2.2 2.04
2.4 2.46 1.17
2.6 2.92 1.38
2.8 3.43 1.60
3.0 4.00 1.84
3.2 2.10
3.4 2.38
3.6 2.68
3.8 3.00
4.0 3.34
4.2 3.70
GB/T 231.1-2009
表B.1(续)  单位为毫米
压痕的平均直径
试样的最小厚度
D=1 D=2.5 D=5 D=10
4.4 4.08
4.6 4.48
4.8 4.91
5.0 5.36
5.2 5.83
5.4 6.33
5.6 6.86
5.8 7.42
6.0 8.00
GB/T 231.1-2009
附 录 C
(资料性附录)
硬度值测量的不确定度
C.1 通常要求
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
反映了所有分量不确定度的组合影响(间接检定)。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定一年内采用本方法计算。
图C.1显示用于定义和区分各硬度标尺的四级的计量朔源链的结构图。朔源链起始于用于定义
国际比对的各硬度标尺的国际基准。一定数量的国家基准---基础标准硬度计“定值”校准实验室用基
础参考硬度块。当然,基础标准硬度计应当在尽可能高的准确度下进行直接标定和校准。
图C.1 硬度标尺的定义和量值传递图
GB/T 231.1-2009
C.2 通常程序
本程序用平方根求和的方法(RSS)合成狌1(各不确定度分项见表C.1)。扩展不确定度U 是狌1 和
包含因子犽(犽=2)的乘积。表C.1给出了全部的符号和定义。
C.3 硬度计的偏差
硬度计的偏差犫起源于下面两部分之间的差异:
---校准硬度计的五个硬度压痕的平均值。
---标准硬度块的标准值。
可以用不同的方法确定不确定度。
C.4 计算不确定度的步骤:硬度测量值
注:CRM (CertifiedReferenceMaterial)是由标准硬度计标定的标准硬度块。
C.4.1 考虑硬度计最大允许误差的方法(方法1)
方法1是一种简单的方法,它不考虑硬度计的系统误差,即是一种按照硬度计最大允许误差考虑的
方法。
测定扩展不确定度U(见表C.1):
测量结果:
X=珚狓±U (C.2)
C.4.2 考虑硬度计系统误差的方法(方法2)
除去方法1,也可以选择方法2。方法2是与控制流程相关的方法,可能获得较小的不确定度。
测量结果:
X=珚狓±U (C.4)
C.5 硬度测量结果的表示
表示测量结果时应注明不确定度的表示方法。通常用方法1表达测量不确定度 (见表C.1,第10
步)。
01
GB/T 231.1-2009
书书书
.1
] =
.5
/1
87
.5
狓- 狊 狓
狊 狓
R C
.3
24
, 2
45
, 2
46
, 2
46
, 2
46
24
.8
狊 狓
.0
. 3
.4
狊 狓
.4
珨 H 狊
珨 H
R C
.3
24
, 2
46
, 2
47
, 2
46
, 2
47
珨 H
24
.2
.0
. 3
.8
珨 H
珨 H
槡5
.8
槡5
. 3
CR
.1
02
2 F
πD
2 /
CR
CR
.8
B/
23
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CR
24
.8
.5
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65
.5
.9
65
.5
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B/    
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