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. 1891 F/
d -
2 (1)
式中, F 为试验力,N;
d -
为两压痕对角线长度d 1和d 2的算术平均值,mm 。

维氏硬度值HV 由设备测量对角线d 1和d 2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
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 i
x （HV1）
739
740
739
742
740
738
740
742
740
738
平均值：
10
1
17401i i x x HV n ===∑
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：
2
1
()
() 1.4011
n
i
j x x s x HV n =-=
=-∑
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).081HV1k 3
=
== 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)=
2.0%*7427.4212
HV ==max U k 4.1.3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)
u 7.471HV =
=
4.1.6扩展不确定度评定
扩展不确定度U 为合成不确定u c ( 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U 95 =2 u (C)= 2×7.47 = 14.94HV1 相对标准不确定度: U 95rel ( 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U 95 = 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()151U X HV =，包含因子k=2，相对扩展不确定度U 95rel ( HV ) = 2.02%。