维氏硬度测量不确定度的评定

维氏硬度 不确定度

评估报告

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江苏丰东热处理及表面改性工程技术研究有限公司实验室

NO:2016041201

维氏硬度测量不确定度的评估

1．概述

1）测量依据：依据GB/ T4340.1-2009 金属维氏硬度试验第一部分:试验方法 2）环境温度：室温21℃，湿度58RH% 3）测量仪器：MMT-XTA型显微硬度计

4）被测对象：742HV1标准硬度块，不均匀度1．3％ 。

5）测量过程：根据GB/T4340.1-2009,选用法国PRESI 显微硬度计,加载1000g力 试验力,力保持时间10s,在自动加力的情况下,测定维氏硬度值(HV1) 。

2．数学模型

HV = 0. 11 F/ d2 (1)

 式中, F为试验力,N; d为两压痕对角线长度d1和d2的算术平均值,mm。

维氏硬度值HV由设备测量对角线d1和d2后自动计算显示, 所以每次测量压痕点后的硬度值Y直接由硬度计的示值x给出,

Y（HV）=x (2)

3．测量不确定度来源的分析

试验在标准规定的条件下进行，不考虑温度效应所引起的不确定度分量，维氏硬度测量结果的不确定度主要来源于下列几方面： 1）测量重复性引入的不确定度分量。 2）硬度计校准所引入的不确定度分量。 3）修约引入的不确定度 4）样品平整性引入的不确定度

4.1各分量的标准不确定度评定 4.1.1 测量重复性引入的标准不确定度

在载荷为1000g、持续时间为10S的条件下对样品进行连续测量，数据如下：

表1

序 号 xi（HV1） 1 739 2 740 3 739 4 742 5 740 6 738 7 740 8 742 9 740 10 738 平均值：

110xxi740HV1

ni1将表1的数据当作一个观测列，单组测量的实验标准偏差按贝塞尔公式计算单次测量的实验标准差:下式计算：

(xx)in2s(x)j1n11.40HV1

由于通常情况下对每个试样报出3个点的硬度测试值,则标准不确定度为:

u(X)s(x)1.400.81HV1 k3式中, k 为核查次数。

4.1.2硬度计校准所引入的不确定度分量u(B)

校准证书说明HV的硬度计的扩展不确定度为2.0%（95置信概率），所以校准引入的标准不确定度u(B)为：

u(B)=

Umax2.0%*7427.42HV1 k24.1.3修约引入的不确定度u(X1)

修约引起的标准不确定度，当HV大于100时，修约区间为1.0服从均匀分a=0.5，k=3

标准不确定度u(X1)=0.5/3=0.29 HV1 4.1.4 样品平整性引入的不确定度

该试样满足GB/T 4340.1-2009《金属材料维氏硬度试验方法第1部分》中的规定所以在本次评定中忽略不计。

4.1.5合成标准不确定度的评定u(C)

222uBuX0.8127.4220.2927.47HV1 u(C)=ux1

4.1.6扩展不确定度评定

扩展不确定度U为合成不确定uc ( y)与包含因子k之积,本方法推荐k = 2 (区间的置

信概率为95 %) ,则扩展不确定度U95 =2 u(C)= 2×7.47 = 14.94HV1 相对标准不确定度: U95rel ( HV ) = 14.94/739.8 = 2.02%

当HV值> 100 ,修约间隔为1 HV,故扩展不确定度U95 = 15HV1。 5．结果报告

当依据国家标准GB/T4340.1-2009测量硬度时，取其平均值报告结果，平均值的扩展不确定度U(X)15HV1，包含因子k=2，相对扩展不确定度U95rel ( HV ) = 2.02%