维氏硬度试验的测量不确定度

维氏硬度试验的测量不确定度主要来源于试验 力、标准硬度块的均匀性、压痕对角线长度测量、硬 度计本身、试验结果数值修约等所导致的不确定度 分量[４Ｇ６].在稳定的环境条件下,环境因素、试验力 保持时间等引起的不确定度分量所占权重很小,可 以忽略不计.由于该实验室使用的硬度计是经过专门的检定 机 构 检 验 合 格 的,其 测 量 允 许 误 差 满 足 GB/T４３４０．２－２０１２«金属材料 维氏硬度试验 第２ 部分:硬度计的检验与校准»要求,因此试验力值测 量误差由硬度计的允许误差决定.所以笔者主要从 硬度计、标准硬度块的均匀性、压痕对角线长度测 量、试验结果的数值修约等４个方面计算测量不确 定度.金属材料维氏硬度试验标准 GB/T４３４０．１－ ２００９«金属材 料 维 氏 硬 度 试 验 第 １ 部 分:试 验 方 法»规定:除非另有规定,试验一般在１０~３５℃的温 度范 围、湿 度 ≤６５％ 的 环 境 下 进 行. 某 实 验 室 WilsonＧWolpertTukon２１００B型维氏硬度计,经计量 部门检定合格,满足国家和行业相关检定规程的规 定.该实验室日常检测试样为满足 GB/T４３４０．１－ ２００９要求的钛及钛合金、镍及镍合金等金属材料. 对试样加载适当的试验力,保持１０s,测量两压痕对 角线长度d１ 和d２,硬度计便会自动显示出其维氏 硬度. 笔者根据JJF１０５９．１－２０１２«测量不确定度评 定与表示»和 GB/T４３４０．１－２００９对硬度计和标准 硬度块的要求,并结合生产实际,计算了３５０HV５钛 合金标 准 硬 度 块 在 试 验 力 分 别 为 ９８．０７,４９．０３５, ９．８０７,４．９０４,２．９４２,１．９６１N 时的维氏硬度试验测 量不确定度,以明确试验力对维氏硬度试验测量不 确定度的影响,为实验室检测人员日常工作和建立 健全检测实验室质量评价体系提供参考.

一切测量结果都不可避免地具有不确定度.所 谓测量不确定度就是表征合理地赋予被测量值的分 散性,是一个与测量结果相联系的参数,用来描述测 量结果的可疑程度.不确定度越小,则测量结果越 可靠,测量水平和质量越高,所以测量不确定度是评 价检测机构能力和水平的zui新评价指标[１].维氏硬度试验是金属材料常规力学性能的主要检验项目之 一,可以测试目前工业上所用到的几乎全部金属材 料,从很 软 的 材 料 (几 个 维 氏 硬 度)到 很 硬 的 材 料 (３０００个维氏硬度)都 可 以 测 试[２Ｇ３].钛 及 钛 合 金 具有高比强度、低密度、高耐蚀性以及良好的生物相 容性等特性,因此被广泛地应用在航天航空、化工、 船舶、医疗器械等领域.钛及钛合金的维氏硬度经 常作为国家标准和行业标准中需要检测的主要性能 之一,且小载荷维氏硬度试验在钛合金常见的β斑、 α污染层、硬质夹杂等显微组织缺陷检验中起着至 关重要的作用.因此,为了提高维氏硬度试验结果的可靠性,提升实验室的检测能力与水平,正确地评 定维氏硬度试验的测量不确定度是非常必要的.