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1、巴氏（Barcol）硬度计1. 原理巴氏硬度计（巴柯尔硬度计）是一种压痕式硬度计，它以特定压头在标准弹簧的压力作用下压入试样表面，以压痕的深浅表征试样硬度的高低。 巴氏硬度计有100个分度，每个分度单位代表压入 0.0076mm的深度。压入越深， 读数越高，材料越硬。巴氏硬度公式为：hba=100-l/0.0076式中:hba 巴氏硬度符号；l 压痕深度（mm ）；0.0076 单位硬度值代表的压痕深度（mm ）。2. 特点*简单轻便。仪器小巧轻便，可单手操作，在任何场合，只要伸手可及，均可测试。*测量范围宽。典型产品 9341型既可测试很软的纯铝，又可测试很硬的超硬合金，有效测量范围相当于布
2、氏硬度25135hbw。*应用面广。巴氏硬度计有多种型号，可分别测试铝及铝合金、锌、铅、锡、 玻璃钢、塑料、橡胶、皮革、木材等。*无需支撑。只接触试样一侧即可测试，无需移动或支撑试样，适于测试超 大、超厚工件或组装件。*换算方便。可方便地通过查表将测量值换算成布氏、维氏、洛氏、韦氏等 硬度值。3. 应用*巴氏硬度计主要用于测试铝及铝合金。测试铝型材、板材、管材、棒材及 铝合金铸件、锻件、机械加工零件，测试超厚铝合金材料及组装后的铝合金 制品（例如铝合金门窗、幕墙、消防梯等）。相关标准：astm b648巴柯尔硬度计测量铝合金硬度的试验方法。*巴氏硬度计的另一主要应用是用于测试玻璃钢（玻璃纤维增
3、强塑料）和硬塑料。大部分玻璃钢制品的产品标准中都要求测试巴氏硬度。相关标准：gb/t3854 2005增强塑料巴柯尔硬度试验方法、astm d2583 07巴氏硬度计测量硬塑料压痕硬度的试验方法。*巴氏硬度计的改进型 935一 1、936一 1可用于测试很软的金属、软塑料、 皮革、橡胶、木材等。金属布氏硬度测量结果不确定度的评定1被测对象满足gb/t 231.1 2002金属布氏硬度国家标准要求的金属材料硬度试样使用hb-3000型布氏硬度计，检定证书给出u严0.68% k=2rel2引用文献jjf 1059 1999 测量不确定度评定与表示jjg 147 1991标准布氏硬度块检定规程gb/
4、t 231.1 2002 金属布氏硬度试验 第一部分：试验方法3环境条件硬度计在下列条件下检定并正常工作：1）室温 10C35C；2） 环境清洁，无震动；周围无腐蚀性气体；3）安装在稳固的基础上，并调至水平。4测量基准采用二等标准硬度块。根据jjg 2005 1987和jjg 147 1991判断，本文中的硬度范围内标准硬度块的示值误差应为： 1.5%5测量过程根据gb/t 231.1 2002，在20 C 2C环境条件下，借助检定合格的hb3000型布氏硬度计和（53x15 ） mm读数显微镜，加载条件为选用压头直径为d=5mm的硬质合金球，试验力为7355n （0.102xf/d 2=30
5、 ）,保荷时间为15秒，对两种硬度值水平的硬度试样，各测20个点，各得到一个测量列，结果见下表1。表1不同检测人员连续测量五次所得结果hbw值检测人员第一人第二人测定次数1234512345高耳样hbw5/750（hb 值）325325317321315311323319311321低b2样hbw5/750（hb 值）161165165164167165161163164164检测人员第三人第四人测定次数1234512345高耳样hbw5/750（hb 值）313311311315325321323321311313低b3样hbw5/750（hb 值）166167165161163164163
6、1611641676评定结果的使用在室温条件下测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。7数学模型2F（1）旳二 0.102冥一.r;8标准不确定度分量的评定8.1不同检测人员重复测量hb值所引起的相对标准不确定度分量叫本评定在此岗位操作的四位检测人员，按gb/t 231.1 2002标准规定的方法，硬质合金的直径为 5mm，试验力为7355n（ 0.102xf/d 2=30 ），保荷时 间为1015秒，分别对满足标准的（b1 b2）两类试样进行重复测定五次, 结果见表1:计算公式如下：布氏硬度总平均值:1 20HB =20测量过程稳定，对样本标准偏差进行合并:每一组测量标准差:测试结果是
7、观测列hb.中的任一次值，所以该标准不确定度分量为: i爲 =s， p表2统计计算结果统计结果b1b2总平均值318164试验标准差sp5.382.13人员重复性试验气5.382.138.2硬度试验机所引入的不确定度分量ue根据jjg 150 2005其示值最大允许误差和示值重复性符合表3。表3硬度计示值最大允许误差和示值重复性（jjg 150 2005 ）硬度范围示值最大允许误差示值重复性(hbw)H严12533.5125Vhbw2252.522522.5示值重复性最大允许差可以看作为重复性限。采用b类方法进行评定所以对于bl试样：硬度值水平示值重复性2.5% u =H?X318 = 2-8
8、1ex =1 74所以对于b2试样：硬度值水平示值重复性3% u =2.Ee8.3布氏硬度标准块引入的不确定度分量uerm在检定硬度试验机时，布氏硬度标准块所引起的标准不确定度分量也会传递 到测试结果中，国家计量部门给出了所使用标准块的扩展不确定度：337hbw5/750u =0.7% ；rel199 hbw5/750u =0.7%k=2rel沁 0.70%所引入的不确定度分量 u （hb ）=庄 =2= 0.35%erm所以对于 bl 试样：u =337x0.35%=1.18erm所以对于 b2 试样：u =164x0.35%=0.57erm8.4压痕测量分辨力引起的标准不确定度分项牺msd
9、HBf ms% = E _ 23 -1活丿式中：灵敏系数;加一分辨力。式中:= 0.102dHBp + 3-/ 1ddI d )hb 硬度值;d 压头钢球直径，mm ；压痕直径 ，mm。已知压痕测量装置能分辨压痕直径的0.5%对于 bl 试样：d = 5 mm ； d = 1.708 mm ； ms = 0.0085mm ； 讨=372.36 u =3.17ms对于 b2 试样：d = 5 mm d = 2.345 mm ； ms =0.0117mm ； 讨=148.96 u =1.74ms8.5用标准硬度块进行检定时平均值的标准不确定度分项豆的评定表4. 布氏硬度实测值hbw硬度值水平123
10、45平均值337 hbw339339339341341339.8202 hbw203203204203204203.4用标准硬度块进行检定时平均值的标准不确定度按下式计算:标准偏差及豆的计算结果见表5表5标准偏差及的计算结果硬度值水平337 hbw202 hbw标准偏差码hbw0.8580.429畑hbw0.3840.1928.6测量结果进行数值修约所导致的不确定度分量Uoff由gb/t231.1 2002标准，当布氏硬度测量结果大于等于100时，修约间隔6x = 1,所以引入的不确定度分量是：u0ff = 0.29&X = 0.299合成标准不确定度的计算表6输入量的标准不确定度汇总表hbw
11、标准不确定度分量不确定度来源标准不确定度bl 318hbw硬度水平b2 164hbw 硬度水平试样硬度测量重复性5.372.13硬度计误差2.811.74标准硬度块1.180.57%压痕测量分辨力3.171.74检定时平均值0.3840.192u数据修约0.290.29rou输入量彼此独立不相关，所以合成标准不确定度可按下式计算:318 hbw 硬度值水平：叫（hbw）=75.372 + 2.812+1.182 +3.172 + 0.3842 + 0.292 = 6.96 hbw164 hbw硬度值水平：叫（hbw）= 72.132 +1.742 +0.572 +1.742 +0.1922 +
12、0.292 = 3.42 hbw10扩展不确定度的评定扩展不确定度u为合成标准不确定度 u与所选择的包含因之 k之积，k c的选择是以区间有关的理想置信水平为依据的，通常选区2-3。k = 2时，区间的置信概率p约为95%扩展不确定度可用如下公式进行计算，k =2，u = k u （ hb） = 2 u （hb）rcc对于 b 试样：u = k u = 2 x6.96 = 13.9 対 141 c对于 b2 试样：u = k u = 2x3.42 = 6.84 対 72 c11测量不确定度报告根据上述的评定，评定报告是：对于 b1 试样： 318hbw5/750 u = 12 k =2对于 b2 试样：164hbw5/750 u = 6 k =2其意义是：对b1试样而言，可以期望在（318-14 ）至（318+14 ）的区间包含了布氏硬度hbw测量结果，可能值的95%。对b2试样而言，可以期望在（164-7 ）至（164+7 ）的区间包含了布氏硬度 hbw测量结果，可能值的 95%。
