刘吉萍, 王敬涛, 崔园园, 曾利民

(1.中国计量科学研究院,北京 100029;2.莱州华银试验仪器有限公司,山东 莱州 261400;3.浙江省计量科学研究院,浙江 杭州 310018)

1 引 言

球压痕硬度曾称之为塑料球压痕硬度,是从布氏硬度试验方法演变而来,可以取代布氏硬度测量塑料等较软材料的硬度[1],曾用H表示塑料球压痕硬度符号,现国标用HB表示球压痕硬度符号[2]。

在塑料球压痕硬度基准中,只有H5/36.5这一个标尺,开展量值传递范围为70～170 H。基准中的H5/36.5标尺的扩展不定度U=2.5 H(k=3)[3], 用相对不确度表示Urel=1.0%(k=2)。

新研制的球压痕硬度基准,具有全部标尺,可在全硬度范围:8.45～467.2 HB开展量值传递。所有标尺的扩展不确定度均为Urel=1.0%(k=2)。

2 参数精度要求的确定

球压痕硬度量值是由试验力值F、球压头直径D和测量压痕深度h这3个量值的导出量,研制基准装置首先必须确定各个量值的精度要求。用分部法推导出各分量的权重再合成评估[4]。

依据球压痕硬度试验的定义[5]:在规定条件下,用直径为φ5 mm的钢球压头,用9.8 N初试验力压入试样表面,保持初试验力到达一定时间(5 s)后,标记压痕测量系统此时位置h1,再施加主试验力,在总试验力保持一定时间(30 s)后,测量钢球压入试样深度h2。球压痕硬度值HB是以总试验力除以压痕表面积的商表示:

(1)

式中:HB为球压痕硬度符号,N/mm2;F为总试验力,N; D为压头球直径,mm; h为修正机架变形后的压痕深度,h=h2-h1-h0,h0为常数,表示机架变形量,mm; h1为初试验力作用下的压入深度,mm; h2为总试验力作用下的压入深度,mm。

为推导方便,令:L=h-0.04,式(1)变为

(2)

试验力F、球……