GB∕T 24523-2020 金属材料 快速压入（布氏型）硬度试验方法

书书书犐犆犛７７．０４０．１０犆犆犛犎２２!#$%&’’()*犌犅／犜２４５２３—２０２０!ＧＢ／Ｔ２４５２３—２００９!#$　%&’(（)*+）,-./01犕犲狋犪犾犾犻犮犿犪狋犲狉犻犪犾狊—犜犲狊狋犿犲狋犺狅犱犳狅狉狉犪狆犻犱犻狀犱犲狀狋犪狋犻狅狀（犅狉犻狀犲犾犾狋狔狆犲）犺犪狉犱狀犲狊狊狋犲狊狋犻狀犵２０２０１１１９2)２０２１０６０１34’(+,-./012’()*3/04562)书书书前　　言　　本文件按照ＧＢ／Ｔ１．１—２０２０《标准化工作导则　第１部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件代替ＧＢ／Ｔ２４５２３—２００９《金属材料快速压痕（布氏）硬度试验方法》，与ＧＢ／Ｔ２４５２３—２００９相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：———修改了范围（见第１章，２００９年版的第１章）；———修改了规范性引用文件（见第２章，２００９年版的第２章）；———修改了原理（见第４章，２００９年版的第４章）；———修改了符号与说明（见第５章，２００９年版的第３章）；———删除了试验力应具有初始试验力和工作试验力的规定（见２００９年版的５．２．１）；———删除了关于试验温度的规定（见２００９年版的７．１）；———删除了关于选取初试验力的规定（见２００９年版的７．２）；———删除了关于试验循环时间的规定（见２００９年版的７．３）；———增加了硬度极值的确定（见第９章）；———增加了影响测量结果准确度的因素（见第１０章）；———修改了试验报告（见第１１章，２００９年版的第８章）；———删除了硬度计的检验与校准（见２００９年版的第９章）；———删除了标准硬度块的标定（见２００９年版的第１０章）；———修改了硬度计的检验与校准（见附录Ａ，２００９年版的附录Ｃ）；———删除了使用者对金属快速压入（布氏型）硬度计的日常检验，其技术内容合并到附录Ａ（见附录Ａ，２００９年版的附录Ｄ）。本文件由中国钢铁工业协会提出。本文件由全国钢标准化技术委员会（ＳＡＣ／ＴＣ１８３）归口。本文件起草单位：沈阳天星试验仪器有限公司、钢铁研究总院、泉州市丰泽东海仪器硬度块厂、冶金工业信息标准研究院。本文件主要起草人：张路明、高怡斐、陈俊薪、吴益文、张凤林、侯慧宁。本文件的所代替文件的历次版本发布情况为：———ＧＢ／Ｔ２４５２３—２００９。Ⅰ犌犅／犜２４５２３—２０２０引　　言　　本文件规定的试验方法主要用于需要对大量零件快速地进行布氏型硬度试验的场合，例如热处理炉的出炉检验。本文件要求对压入深度进行测量，不要求按照布氏硬度试验方法使用光学仪器对压痕直径进行测量。本文件给出的方法不是标准的布氏硬度试验方法，不符合ＧＢ／Ｔ２３１．１试验方法的要求。由于快速压入（布氏型）硬度计的不同制造商可能采用不同的试验力，采用不同的方法将压入深度值转换为布氏硬度值，因此，不同制造商生产的硬度计，其试验结果不一定具有可比性。注：布氏型硬度试验是指允许布氏硬度试验的三个基本参数，即试验力、压头直径和试验循环时间不完全符合ＧＢ／Ｔ２３１．１规定的硬度试验。布氏型硬度试验的试验结果不能直接用ＨＢＷ表示。Ⅱ犌犅／犜２４５２３—２０２０金属材料　快速压入（布氏型）硬度试验方法１　范围本文件规定了金属材料快速压入（布氏型）硬度试验的原理、符号、试验设备、试样、试验程序、硬度极值的确定、影响测量结果准确度的因素和试验报告。本文件适用于应用快速压入（布氏型）硬度计在生产现场对零件进行快速布氏型硬度的检测。２　规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。ＧＢ／Ｔ２３１．１—２０１８　金属材料　布氏硬度试验　第１部分：试验方法ＧＢ／Ｔ２３１．２　金属材料　布氏硬度试验　第２部分：硬度计的检验与校准ＧＢ／Ｔ２３１．３　金属材料　布氏硬度试验　第３部分：标准硬度块的标定ＧＢ／Ｔ１３６３４　金属材料　单轴试验机检验用标准测力仪的校准ＪＪＧ１４４　标准测力仪检定规程３　术语和定义本文件没有需要界定的术语和定义。４　原理将碳化钨合金球压头在规定的条件下压入金属材料表面，并测量压入深度。压入深度从施加初试验力后建立的基准位置开始测量。压入深度测量值转换为总压入深度，再转换为相应标尺的布氏硬度值。快速压入（布氏型）硬度值按式（１）计算。ＨＢＷＴ＝０．１０２犉／（π犇犺）……………………（１）　　注：由于不同制造商生产的硬度计采用的初试验力值可能不同，硬度计测得的压入深度与总压入深度的转换方法由硬度计制造商决定。５　符号和说明５．１　表１给出的符号和说明适用于本文件。１犌犅／犜２４５２３—２０２０表１　符号和说明符号说明单位犇压头直径ｍｍ犉总试验力Ｎ犺总压入深度ｍｍＨＢＷＴ快速压入（布氏型）硬度—５．２　采用快速压入（布氏型）硬度试验方法测得的硬度值表示方法如下示例。示例：２００　硬度值ＨＢＷ　布氏硬度符号Ｔ采用快速压入法６　试验设备６．１　硬度计６．１．１　快速压入（布氏型）硬度计应使用一个适合待测试样的测台或试样支撑装置，并对与试样接触的压头施加试验力，硬度计还应包括一套压入深度测量及示值显示系统。６．１．２　硬度计应按附录Ａ进行检验与校准。６．１．３　硬度计可直接施加总试验力，也可分别施加初试验力和总试验力。６．１．４　硬度计应保证施加到压头上的试验力加载平稳，且无影响测量结果的冲击力。应采取预防措施，避免由系统惯性及液压系统过冲等引起的过载。６．１．５　硬度计的设计和制造，应保证在试验力的施加和卸载过程中，压头不会出现转动或侧向移动。６．１．６　硬度计测台的底面和支撑面应保持清洁，无附着物。６．１．７　有关硬度计的特点、限制条件及操作方法，可参考硬度计的使用手册。６．２　试验力和压头６．２．１　总试验力通常为２９．４２ｋＮ（３０００ｋｇｆ）、１４．７１ｋＮ（１５００ｋｇｆ）、９．８０６ｋＮ（１０００ｋｇｆ）或４．９０３ｋＮ（５００ｋｇｆ），如果可以保证测量精度，经供需双方协商，也可以采用更小的试验力。如果使用初试验力，初试验力的大小由硬度计制造商决定。６．２．２　用于快速压入（布氏型）硬度试验的压头应是符合ＧＢ／Ｔ２３１．２规定的碳化钨合金球。６．３　压入深度测量装置６．３．１　压入深度测量装置应符合Ａ．３．３．２的规定。测量压入深度的方法由硬度计制造商决定。６．３．２　硬度计的显示应包括测得的压入深度值和相应的布氏硬度值。显示的布氏硬度值应是由测得的压入深度转换而来的相应标尺的布氏硬度值。测得的压入深度转换为布氏硬度值的方法由硬度计制造商决定。２犌犅／犜２４５２３—２０２０７　试样７．１　一般要求快速压入（布氏型）硬度计检测的试样主要是在生产现场需要快速检验布氏型硬度的大批量生产的零件，零件可以是平的，也可以是曲面的。任何能用ＧＢ／Ｔ２３１．１—２０１８规定的试验方法检测的零件，都可以使用快速压入（布氏型）硬度计进行检测。７．２　试样表面加工为了准确的测量压入深度，并为了去除影响试样硬度测量真实性的表面状况（例如脱碳、氧化层），必要时应对试样表面进行打磨、切削或抛光处理。在进行试样表面加工时，应注意尽量减小对试样表面硬度的影响（例如由于过热或冷加工）。当使用支撑测台时，与测台接触的试样表面应洁净，应无可能影响试验结果的各种状况。７．３　试样厚度试样厚度应至少为总压入深度的８倍，以保证试样背面不会出现由试验力引起的凸起或其他痕迹。不同硬度试验条件下，能测试的试样最小厚度与压痕直径的关系见ＧＢ／Ｔ２３１．１—２０１８的附录Ａ。８　试验程序８．１　选择试验条件总试验力和压头直径的选择应符合ＧＢ／Ｔ２３１．１—２０１８的规定，并且应与准备代替的布氏硬度试验条件相同。８．２　压痕间隔从压痕中心到试样边缘或另一压痕边缘的距离应至少为压痕直径的２．５倍。８．３　施加试验力使压头垂直于试样表面移动，无冲击、振动和过载地接触试验面，压头轴线及加力方向应垂直于试验表面。８．４　压入深度测量按照制造商的使用说明测量压入深度。当使用本试验方法检测零件硬度时，建议记录测得的压入深度值。９　硬度极值的确定快速压入（布氏型）硬度试验通常仅用于测量有限的布氏硬度范围。为了确定一个给定零件可接受的硬度极值（最大值和最小值），应使用快速压入（布氏型）硬度计对代表可接受范围极值的样品进行测量，测量结果可作为快速压入（布氏型）硬度试验的测量范围极值。３犌犅／犜２４５２３—２０２０１０　影响测量结果准确度的因素某些因素会影响测量结果的准确度，参见附录Ｂ。１１　试验报告试验报告应包含以下内容：ａ）　本文件编号；ｂ）　总试验力和初试验力；ｃ）　压头直径；ｄ）　压入深度值和相应标尺的布氏硬度值；ｅ）　试验日期。４犌犅／犜２４５２３—２０２０附　录　犃（规范性）快速压入（布氏型）硬度计的检验与校准犃．１　总则犃．１．１　快速压入（布氏型）硬度计有三种检验方法：直接检验、间接检验和日常检验。犃．１．２　直接检验是通过对试验力、压入深度测量装置和压头进行直接测量，检验硬度计的关键部件是否在允差范围内的过程。犃．１．３　间接检验是通过使用标准硬度块或已知硬度的零件或样品，对硬度计的性能进行周期性检验的过程。犃．１．４　日常检验是通过使用标准硬度块或已知硬度的零件或样品，在间接检验期间内，对硬度计的性能进行监测的过程。注１：可能需要参照制造商的说明书进行本附录中规定的部分检验。注２：样品通常是从待测零件上截取下来的。犃．２　总体要求犃．２．１　应在规定的条件下，按照表Ａ．１规定的周期间隔，或在发生可能影响硬度计性能的情况时，对硬度计进行检验。犃．２．２　应使用分辨力至少为１℃的温度计，对检验地点的温度进行测量，建议对整个检测期间的温度进行监测，记录并报告明显的温度变化。在日常检验中，不需要对检验地点的温度进行测量。犃．２．３　当用户有溯源要求时，按本附录要求进行测量所使用的全部计量器具都应能溯源到国家基准。犃．２．４　硬度计的间接检验应在硬度计的使用地点进行。犃．２．５　对于新制造或重新装配的硬度计，直接检验可在制造、重新装配、维修或使用地点进行。犃．２．６　检验快速压入（布氏型）硬度计的校准装置应经过有资质的计量机构的检验或校准。表犃．１　快速压入（布氏型）硬度计检验周期检验程序检验条件及周期直接检验ａ）　新的硬度计，或当硬度计经过调试、改动或维修后可能对试验力的施加或压入深度测量装置产生影响时；ｂ）　间接检验不合格时间接检验ａ）　硬度计安装时；ｂ）　直接检验后；ｃ）　建议每１２个月检验一次，但应不超过１８个月，如有需要可增加频次日常检验ａ）　应在每天使用硬度计之前进行检验；ｂ）　建议在改变压头或试验力时检验５犌犅／犜２４５２３—２０２０犃．３　直接检验犃．３．１　一般要求应在表Ａ．１规定的条件下，对硬度计进行直接检验，应按Ａ．３．２、Ａ．３．３、Ａ．３．４的要求对试验力、压入深度测量装置和压头进行检验。犃．３．２　试验力的检验犃．３．２．１　应使用符合ＧＢ／Ｔ１３６３４规定的１级或优于１级的，或符合ＪＪＧ１４４规定的０．３级的标准测力仪测量试验力。犃．３．２．２　应对每个试验力进行三次测量。在与试验相同的条件下施加试验力，并对其进行测量；为了使测力仪能够取得准确测量值，如有必要，允许采用更长的试验力保持时间。犃．３．２．３　每个试验力应准确到标称值的１％以内。犃．３．３　压入深度测量装置的检验犃．３．３．１　应通过与准确度优于压头直径０．０１６％的仪器进行比较，对用于测定压入深度的测量装置进行检验。注：如果对压入深度测量装置不能进行直接检验，可通过使用标准布氏硬度块和已检验合格的压头所做的间接检验结果对其性能进行检查。犃．３．３．２　压入深度测量装置应能正确显示压入深度，其准确度应为压头直径的±０．０５％。犃．３．４　压头的检验犃．３．４．１　应按照ＧＢ／Ｔ２３１．２的规定检验碳化钨合金球。犃．３．４．２