标准搜索结果: 'GB/T 4340.2-2025'
| 标准编号 | GB/T 4340.2-2025 (GB/T4340.2-2025) | | 中文名称 | 金属材料 维氏硬度试验 第2部分：硬度计的检验与校准 | | 英文名称 | Metallic materials - Vickers hardness test - Part 2: Verification and calibration of testing machines | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | N71 | | 国际标准分类 | 19.060; 77.040.10 | | 字数估计 | 22,20 | | 发布日期 | 2025-03-28 | | 实施日期 | 2025-10-01 | | 旧标准 (被替代) | GB/T 4340.2-2012 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 4340.2-2025: 金属材料 维氏硬度试验 第2部分：硬度计的检验与校准
ICS 19.060;77.040.10
CCSN71
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 4340.2-2012
金属材料 维氏硬度试验
第2部分:硬度计的检验与校准
Metalicmaterials-Vickershardnesstest-
2025-03-28发布
2025-10-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅲ
引言 Ⅴ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 一般要求 1
5 直接检验 2
5.1 通则 2
5.2 试验力的检测 2
5.3 压头的检测 3
5.4 对角线测量系统的检测与校准 4
5.5 试验循环时间的检测 4
5.6 直接检验的不确定度 4
6 间接检验 4
6.1 通则 4
6.2 试验力和对应的硬度范围 4
6.3 标准压痕的检测 5
6.4 压痕数目 5
6.5 检测结果 5
6.6 重复性 5
6.7 误差 6
6.8 间接检验的不确定度 6
7 检验周期 6
8 检验报告/校准证书 7
8.1 硬度计 7
8.2 维氏压头 7
附录A(资料性) 硬度计检测结果的测量不确定度 8
A.1 概述 8
A.2 硬度计的直接检验 8
A.3 硬度计的间接检验 12
A.4 测量不确定度的评定 13
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
本文件是GB/T 4340《金属材料 维氏硬度试验》的第2部分。GB/T 4340已经发布了以下部分:
---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。
本文件代替GB/T 4340.2-2012《金属材料 维氏硬度试验 第2部分:硬度计的检验与校准》,与
GB/T 4340.2-2012相比,除结构调整和编辑性改动外,主要技术变化如下:
---更改了范围,增加了本文件不适用的硬度计的内容(见第1章,2012年版的第1章);
---更改了试验力不受主轴位置影响时的检测方法,增加了只在主轴一个位置上进行试验力检测
的简化方法(见5.2.1,2012年版的4.2.1);
---更改了试验力偏差要求,在原有基础上,增加了小力值范围“0.009807N~0.09807N”的试验
力最大允许相对偏差(见表1,2012年版的表1);
---增加了压头检验用器具的要求(见5.3.2);
---对压头顶部交线的测量,最小力值由“0.09807N”更改为“0.009807N”(见表2,2012年版的
表2);
---增加了压头检测/校准证书的要求(见5.3.6、8.2);
---更改了对角线测量系统的检测与校准要求(见5.4,2012年版的4.4);
---更改了标准压痕最大允许误差的要求(见6.3,2012年版的5.2);
---删除了硬度计在一个硬度值下进行间接检验的特殊情况(见2012年版的5.6);
---更改了相对重复性最大允许值的要求(见表4,2012年版的表4);
---更改了间接检验规定的最大允许示值相对误差的要求(见表5,2012年版的表5);
---更改了硬度计检验报告/校准证书的内容,增加规定了所使用标准硬度块硬度值的要求
(见8.1,2012年版的第7章)。
本文件修改采用ISO 6507-2:2018《金属材料 维氏硬度试验 第2部分:硬度计的检验与校准》。
本文件与ISO 6507-2:2018相比做了下述结构调整:
---5.2.2中列项后面的段,更改到第一个列项后;
---6.2的条文采用列项形式表述,6.2的a)~d)对应ISO 6507-2:2018中6.2的两段条文。
本文件与ISO 6507-2:2018的技术差异涉及的条款已通过在其外侧页边空白位置的垂直单线(│)
进行了标示。具体的技术差异及其原因如下:
---ISO 6507-2:2018中第4章“宜特别检查下列各项”更改为“应特别检查下列各项”,以适应我
国技术条件;
---ISO 6507-2:2018中表2“F”更改为“FRS”,以适应我国技术条件;
---将ISO 6507-2:2018中5.3.5“四个面宜相交于一个共同点”更改为“四个面应相交于一个共同
点”,与理论常识相符;
---用修改采用国际标准的GB/T 4340.1代替了ISO 6507-1(见5.5、6.4),以适应我国技术条件;
---用修改采用国际标准的 GB/T 4340.3代替了ISO 6507-3(见6.1.2、6.2),以适应我国技术
条件;
---用等同采用国际标准的GB/T 13634代替了ISO 376(见5.2.2),以适应我国技术条件。
本文件做了下列编辑性改动:
---删除了第3章ISO 、IEC 术语网站网址信息;
---5.3中正四棱锥体两相对棱夹角ISO 原文为“148.11°±0.76°”,勘误校正为“148.11°±0.38°”;
---在公式(1)、公式(4)、公式(6)等后面增加了%;
---6.2中增加了示例;
---8.1g)中5.1.4更正为5.1.3。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国机械工业联合会提出。
本文件由全国试验机标准化技术委员会(SAC/TC122)归口。
本文件起草单位:昆山市创新科技检测仪器有限公司、中国航空工业集团公司北京长城计量测试技
术研究所、福建省闽量校准技术中心有限公司、莱州华银试验仪器有限公司、上海尚材试验机有限公司、
山东山材试验仪器有限公司、上海研润光机科技有限公司、司特仪器制造(浙江)有限公司、浙江土工仪
器制造有限公司、河南交院工程技术集团有限公司、河南交通职业技术学院、沈阳工业大学、河南省计量
测试科学研究院、中机试验装备股份有限公司、北京市计量检测科学研究院、爱德森(厦门)电子有限公
司、南方电网互联网服务有限公司、国标(北京)检验认证有限公司、江苏高卡轻合金有限公司、德州煋业
金属科技有限公司、浙江华电器材检测研究院有限公司、丽水市阀检技术研究院、中信戴卡股份有限
公司。
本文件主要起草人:陶泽成、石伟、吴泓、王敬涛、卫志清、高曙光、尉贺文、陈南、陈赢、杨建强、
邵景干、孙兴伟、任翔、任霞、汪宁溪、林泽森、林俊、樊志罡、罗斌、张世杰、李瑞、洪静、吴敏敏、黄亮。
本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为:
---1987年首次发布GB/T 7664-1987《维氏硬度计技术条件》;
---1997年首次发布GB/T 17198-1997《维度硬度计(小于HV0.2)的检验》;
---1999年第一次修订,将GB/T 7664-1987和GB/T 17198-1997整合修订为GB/T 4340.2-
1999《金属维氏硬度试验 第2部分:硬度计的检验》;
---2012年第二次修订为GB/T 4340.2-2012《金属材料 维氏硬度试验 第2部分:硬度计的
检验与校准》;
---本次为第三次修订。
引 言
GB/T 4340《金属材料 维氏硬度试验》旨在规范金属材料维氏硬度的试验方法、试验仪器的检验
方法、试验仪器间接检验用标准物质的标定方法和维氏硬度值计算表,拟由下列四个部分构成。
---第1部分:试验方法。目的在于确立维氏硬度试验需遵循的程序和方法。
---第2部分:硬度计的检验与校准。目的在于规定维氏硬度计需满足的技术要求和检验、校准
方法。
---第3部分:标准硬度块的标定。目的在于规定标准维氏硬度块需满足的技术要求和标定方法。
---第4部分:硬度值表。目的在于给出金属材料维氏硬度的计算值。
金属材料 维氏硬度试验
第2部分:硬度计的检验与校准
1 范围
本文件规定了按照GB/T 4340.1测定维氏硬度用的维氏硬度计和对角线测量系统的检验与校准
方法。
本文件规定的直接检验方法适用于硬度计、压头和对角线测量系统的检验与校准,间接检验方法适
用于使用标准块对维氏硬度计进行整机检验。
如果维氏硬度计还用于其他方法的硬度试验,则分别按照对应的方法单独对维氏硬度计进行检验。
本文件也适用于携带式维氏硬度计的检验和校准。
本文件不适用于按其他不同原理(例如超声阻抗法)测量硬度的各类硬度计。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;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/T 4340.1 金属材料 维氏硬度试验 第1部分:试验方法(GB/T 4340.1-2024,ISO 6507-1:
2023,MOD)
GB/T 4340.3 金属材料 维氏硬度试验 第3部分:标准硬度块的标定(GB/T 4340.3-2025,
ISO 6507-3:2018,MOD)
GB/T 13634 金属材料 单轴试验机检验用标准测力仪的校准(GB/T 13634-2019,ISO 376:
2011,IDT)
3 术语和定义
本文件没有需要界定的术语和定义。
4 一般要求
检验前,应对维氏硬度计(以下简称“硬度计”)进行检查以确保其按制造说明书正确安装。
应特别检查下列各项。
a) 固定压头的主轴能在其导轨中滑动,且无摩擦或过大的侧向偏移。
b) 压头柄牢固地安装在主轴孔中。
c) 试验力的施加和卸除无影响测量结果的冲击、振动或过载。
d) 对角线测量系统:
1) 如果对角线测量系统集成在主机上,则从卸除试验力到测量压痕的转换过程不影响读数;
2) 测量显微镜的照明装置在整个观测视场中产生均匀的照明,使压痕与其周围表面形成足
够的对比度,以便能清晰地确定边界;
3) 必要时,压痕中心要位于视场中心。
注:本文件规定的硬度计检验与校准细则经过了不断发展和完善。当测定硬度计需要满足某一项规定允差时,该
允差已包含了与所使用的测量器具和/或参考标准相关的不确定度,因此,对该不确定度做任何进一步的修正
(例如:通过测量不确定度来减小允差)都是不适当的。这适用于对硬度计进行直接检验或间接检验时做的所
有测量。
5 直接检验
5.1 通则
5.1.1 直接检验应按照第7章规定的检验周期进行。
5.1.2 直接检验项目包括:
a) 试验力;
b) 压头;
c) 对角线测量系统;
d) 试验循环时间。
5.1.3 直接检验宜在(23±5)℃温度范围内进行。如果在此温度范围以外进行检验,则应在检验报告
中注明。
5.1.4 用于检验和校准用的器具应溯源到国家基准。
5.2 试验力的检测
5.2.1 硬度计工作范围内的每一个试验力均应进行检测。当压头位置影响试验力施加时,在试验过程
中,主轴的整个移动范围内,应至少选取三个间隔相等的位置对每个试验力进行检测。
当硬度计的试验力不受主轴位置影响时(如采用闭环加力控制系统),可只选一个位置对试验力进
行检测。
5.2.2 应采用下述两种方式之一对试验力进行检测。
---使用GB/T 13634规定的1级或优于1级的标准测力仪检测试验力。在试验力达到所加力值
后的1s~30s内,宜提供证据以证明标准测力仪的输出变化不超过±0.2%。
---采用已校准过质量的砝码或具有相同准确度的其他方法施加一个准确到±0.2%的力,使其与
被检测的试验力相平衡。
5.2.3 在主轴的每一位置上,每个试验力F 应测量三次并读数。在每次读数时,主轴的移动方向应与
试验时的移动方向一致。所有读数均应满足表1规定的试验力最大允许相对偏差ΔFrel的要求。
试验力F 的相对偏差ΔFrel按照公式(1)计算:
ΔFrel=
F-FRS
FRS ×
100% (1)
式中:
F ---试验力的测量值;
FRS---试验力的标称值。
表1 试验力最大允许相对偏差
试验力FRS范围
最大允许相对偏差ΔFrel
0.009807≤FRS< 0.09807 ±2.0
表1 试验力最大允许相对偏差 (续)
试验力FRS范围
最大允许相对偏差ΔFrel
0.09807≤FRS< 1.961 ±1.5
FRS≥1.961 ±1.0
5.3 压头的检测
5.3.1 金刚石正四棱锥体的四个面应抛光且无表面缺陷。
5.3.2 通过直接测量法或光学仪器测量法检测压头的形状。检测仪器的最大扩展不确定度不应大于
0.07°。
5.3.3 金刚石正四棱锥体锥顶两相对面的夹角应在136°±0.5°范围内(见图1)。
两相对面的夹角也可通过两相对棱的夹角确定。该夹角应在148.11°±0.38°范围内。
5.3.4 金刚石正四棱锥体轴线与压头柄轴线(垂直于安装面)的夹角应小于0.5°。
5.3.5 理想情况下,四个面应相交于一个共同点,但一般情况下两个相对面往往相交于一条线,见图2。
应直接测量压头顶部,或者测量压痕中压头顶对应的区域,以确定相交线的长度。相交线的最大允许长
度见表2。
5.3.6 压头应具有能证明其几何形状偏差的有效检(验)测/校准证书(见8.2)。
图1 金刚石棱锥体的锥角
标引符号说明:
a---相交线长度。
图2 压头锥顶相交线示意图
表2 相对面交线最大允许长度
试验力FRS范围
交线最大允许长度a
mm
0.009807≤FRS< 1.961 0.0005
1.961≤FRS< 49.03 0.001
FRS≥49.03 0.002
5.4 对角线测量系统的检测与校准
5.4.1 对角线测量系统的每个放大倍数和每个内置标尺的分度均应被检测。一个标尺若用于两个相
互垂直的轴线方向,则标尺在这两个方向上均应被校准。应使用被校准过的标准线纹尺进行检测。标
准线纹尺刻线间距的最大扩展不确定度应符合表3的规定。
5.4.2 应至少在四个测量点上进行检测,各个测量点之间的间隔相等,这些测量点应均等分布在视野
中央且覆盖每个工作范围。每个测量点应测量3次,每次测量的最大允许误差应符合表3的规定。
表3 对角线测量系统的检测与校准要求
测量参数 要求
标准线纹尺间距的最大扩展不确定度(见5.4.1) 0.0004mm或0.2%,取其较大者
对角线测量系统的最大允许误差(见5.4.2) 0.0008mm或测量长度的1.0%,取其较大者
5.5 试验循环时间的检测
试验循环时间应使用扩展不确定度小于或等于1s的仪器进行测量。所测得的循环时间应符合
GB/T 4340.1的规定。
5.6 直接检验的不确定度
应确定直接检验的不确定度,示例见附录A。
6 间接检验
6.1 通则
6.1.1 间接检验周期应符合第7章的规定。
6.1.2 使用按GB/T 4340.3标定过的标准硬度块(以下简称标准块)对硬度计进行检验。
6.1.3 间接检验宜在(23±5)℃的温度范围内进行,如果在此温度范围以外进行检验,则应在检验报告
中注明。
6.1.4 检验和校准用的器具应溯源到国家基准。
6.2 试验力和对应的硬度范围
应使用按照GB/T 4340.3标定的标准块对硬度计进行检测。具体要求如下。
a) 标定标准块的试验力应与被检硬度计在实际工作中使用的试验力相同。
b) 当被检硬度计仅使用一个试验力时(试验力校准见5.2),应选取三个标准块,从下列规定的低
中高三个硬度范围中各选一块用于检测。
c) 当被检硬度计使用一个以上试验力时(试验力校准见5.2),对应所使用的每一级试验力,均应
至少选取两个标准块,且所有标准块要覆盖下列低中高三个不同的硬度范围。
示例:若被检硬度计共11级,只使用两级,硬度计间接检验时至少要选出四块标准块。选择方式有多种,比如:2块
低、1块中、1块高,或者1块低、2块中、1块高。如果欲使用硬度计所有11级试验力,则间接检验时至少选22块标准块
进行检验,以确保标准块的数量至少是所使用力级数量的两倍。
d) 为每个确定的试验力选择标准块时,标准块的硬度值宜尽可能与硬度计实际工作中最常用的
硬度一致。低中高三个硬度范围如下:
---< 250HV;
---400HV~600HV;
--- >700HV。
6.3 标准压痕的检测
应在每个标准块上选取一个标准压痕进行检测,且标准块要在标定有限期内。对于选出的每个标
准压痕,其测量平均值与证书给出的对角线长度标准值的最大允许误差应在±0.001mm或者标准压痕
长度的±1.25%范围内。也可在硬度值相近、压痕尺寸也相近的另一个标准块上进行测量。
6.4 压痕数目
在每一个标准块上应压出五个压痕并测量。试验应按GB/T 4340.1的规定进行。仅标准块的工
作面能用于检测。
6.5 检测结果
将每一标准块上所测得的硬度值按从小到大递增的次序排列,H1、H2、H3、H4、H5,则每个硬度
值对应的对角线长度分别为d1、d2、d3、d4、d5,从大到小呈递减次序排列。硬度平均值 H 按照公式
(2)计算,对角线平均长度d按照公式(3)计算:
H =
H1+H2+H3+H4+H5
(2)
d=
d1+d2+d3+d4+d5
(3)
6.6 重复性
硬度计的相对重复性rrel以H 的百分比表示,按照公式(4)计算:
rrel=
H5-H1
×100% (4)
若(d1-d5)不大于0.001mm,则硬度计的重复性满足要求。若(d1-d5)大于0.001mm,且相对
重复性rrel不大于表4中给出的值,则硬度计的重复性也满足要求。
表4 硬度计示指相对重复性最大允许值
标准块
的维氏硬度
硬度计相对重复性最大允许值rrel
HV5~HV100 HV0.2~< HV5 < HV0.2
HV≤250 6.0 12.0 18.0
HV >250 4.0 8.0 12.0
注:硬度较低材料的重复性往往大于硬度较高的材料的重复性。
6.7 误差
在规定的检测条件下,硬度计的误差b按照公式(5)计算:
b=H -HCRM (5)
式中:
HCRM---标准块的标定硬度值。
相对误差brel按照公式(6)计算:
brel=
H -HCRM
HCRM ×
100% (6)
硬度计的最大允许示值相对误差不应超出表5的规定。
表5 硬度计最大允许示值相对误差
对角线长度平均值d
mm
最大允许相对误差brel
0.02≤d< 0.14 ±(0.21/d+1.5)
0.14≤d≤1.4 ±3
6.8 间接检验的不确定度
应测定硬度计间接检验结果的测量不确定度,示例见附录A。
7 检验周期
硬度计的直接检验应按照表6的规定进行。直接检验的周期宜为12个月。间接检验的周期不应
超过12个月。
每次直接检验后应进行间接检验。
表6 硬度计直接检验
检验条件 试验力 对角线测量系统 试验循环时间 压头a
安装后首次工作前 √ √ √ √
拆卸并重新装配后,试验力、测量装置或试验循环时间受到
影响
√ √ √ -
间接检验不合格b √ √ √ -
间接检验周期超过13个月 √ √ √ -
注:符号“√”表示“必检项目”,符号“-”表示“不检项目”。
a 建议压头使用两年后进行直接检验。
b 可对这些检验项目按顺序进行直接检验(直到通过间接检验)。如果能证明压头损坏的原因(例如用标准压头
进行试验),则不必进行直接检验。
8 检验报告/校准证书
8.1 硬度计
检验报告/校准证书应包含以下内容:
a) 注明执行本文件,即GB/T 4340.2;
b) 检验方法[直接和(或)间接检验];
c) 硬度计的标识;
d) 检验器具(标准块、标准测力仪等);
e) 被检测的试验力;
f) 使用标准块的硬度值;
g) 如超出5.1.3的规定,注明检验温度;
h) 所有项目的检验结果;
i) 检验日期和检验机构;
j) 检验结果的不确定度。
8.2 维氏压头
维氏压头检测报告/校准证书应包含以下内容:
a) 注明执行本文件,即GB/T 4340.2;
b) 压头序列号;
c) 所有项目的检验结果;
d) 检验日期和检验机构;
e) 检验结果的不确定度。
附 录 A
(资料性)
硬度计检测结果的测量不确定度
A.1 概述
测量不确定度分析是确定误差来源和理解测量结果差异的一种有利工具。本附录给出了不确定度
的评定指南,如果客户无特殊要求,本方法可供参考。本文件针对硬度计的性能提出的准则已经过相当
长一段时间的发展和完善。当测定硬度计需要满足某一项规定的误差时,该误差已包含了与所使用的
测量器具和(或)参考标准相关的不确定度,因此,对该不确定度做任何进一步的修正(例如:通过测量不
确定度来减小误差)都是不适当的。这适用于对硬度计进行直接检验或间接检验时做的所有测量。在
每种情况下,使用规定计量器具和(或)参考标准所测得的测量值,评估硬度计是否符合本文件规定要
求。但是,在特殊场合下,当相关方协商一致时,可通过测量不确定......
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