GB／T 21838.2-2022标准规范下载简介
GB／T 21838.2-2022 金属材料 硬度和材料参数的仪器化压入试验 第2部分：试验机的检验和校准.pdfICS 19.060;77.040.10 CCSN71
前言： 引言 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 一般要求 5 直接检验和校准 6间接检验 检验周期 12 8检验报告与校准证书· 附录A（资料性）压头固定装置示例 13 附录B（规范性） 压头面积函数的测定方法 14 附录C（资料性） 间接检验结果报告的示例 附录D（规范性）试验机柔度校准程序…
青海桥头镇1#渡槽施工组织设计金属材料硬度和材料参数的仪器化压入 试验第2部分：试验机的检验和校准
本文件规定了按照GB/T21838.1一2019进行仪器化压人试验用的试验机的检验和校准方法。 本文件描述了检查试验机主要功能的直接检验法和适用于测定试验机重复性的间接检验法。除直 接检验法外，间接检验法也用于使用中的试验机例行的周期检验。 对于每种试验方法应单独对试验机进行间接检验。 本文件也适用于便携式试验机。
本文件没有需要界定的术语和定义。
试验机的设计应确保便于对试验机进行检验 在检验和校准之前应先检查试验机以确保满足4.2~4.4的要求
武验机的安装应便于操作，安装环境应满足本文件和GB/T21838.1一2019的要求，如可能，还应
，压头柄应牢固地安装在试验机主轴上。 压头柄的设计宜使其对试验机的整体柔度的影响减到最小（见附录A)。
试验力的施加和卸除不应产生对试验结果有很大影响的冲击或振动。应能对试验力的施加、保将 和御除的过程进行检验。
进行。如果要求控制温度范围，则直接检验宜在所规定的整个温度范围内合适的温度点上进行，以便确 定作为温度函数校准的有效性。必要时，可能要测定校准修正函数或在规定的操作温度下确定有效的 一组校准数据
用于直接检验和校准的仪器应尽可能溯源到国
a 试验力的校准； b) 位移测量装置的校准； c) 试验机柔度的检验和校准； d) 压头的检验； e) 压头面积函数的校准和检验（当压人深度h小于6μm时）； 试验循环的检验
5.2.1对使用的每一个力的范围，应以进程和回程两个方向进行校准。在试验力范围内应至少校准平 均分布的16个点，即施加试验力过程中的16个点和卸除试验力过程中的16个点。此过程应重复至少 3次，并应使用平均校准值。校准值的最大差异不应超过表1给出的允差的一半。
a）使用ISO376规定的1级或更优的标准测力仪测量； b）用校准过质量的码通过机械增益加一个示值误差在士0.2%以内的力，使该力与被测试验力 相平衡： c）对于纳米范围，使用准确度与最小试验力的0.1%或10μg(0.1μN)相当的电子天平。 对于用于校准的每个测量点，测量值和标称试验力之间的差值应在表1给出的允差范围内
5.3位移测量装置的校准
5.3.1所要求的位移测量装置的分辨力取决于要测量的最小压人深度的尺寸。对于显微范围该值为 0.2um，对于宏观范围应不小于2μm。 位移测量装置标尺的分度应使其对压人深度的估测能力符合表2的规定。 5.3.2对于每个使用范围，应采用合适的方法和相应的系统在试验机上对位移测量装置进行校准。应 在位移测量装置每个方向的整个行程均匀分布至少16个点上进行校准。此过程应重复测量3遍。 推荐使用以下方法测量压头的相对位移：激光干涉法，电感法，电容法和压电传感器法。 对于用于校准的每个测量点，测量值和标称试验力之间的差值应在表2给出的允差范围内
表2位移测量装置的分辨力和最大允差
，对于纳米范围，强烈推荐<0.01h的允差。
5.3.3温度变化通常是位移漂移的主要来源。为了使温度引起的位移漂移减到最小，在一个完整的校 准循环内，应保持仪器温度的稳定，使得位移漂移率保持恒定。漂移率应在每个校准循环中、之前或之 后立即测量。例如，通过施加一个恒定的试验力并保持一段合适的时间，检测其间的位移变化。应对位 移校准数据进行热漂移校正，漂移率与一个校准周期持续时间的乘积应小于表2给出的允差。漂移率 不确定度应包括在位移校准不确定度计算中
5.4试验机柔度的检验与校准
起附录D和GB/T21838.1一2019的附录C。 应按照5.2和5.3对试验力和位移测量装置校准后
通过测量至少5种不同试验力下的压人模量来校准和检验试验机的柔度，宜采用附录D中所述白 方法3。在任何情况下，仪器化的压人试验系统中宜配备适用的标准物质（CRM)，标准物质的装样方 与拟测试样品的装样方式相同，这样确保标准物质能够保持试验机总柔度的每个特定部分可靠的 现性。
5.5压头的校准和检验
应对用于压入试验的压头进行校准。满足本文件要求的压头应出有校准资质的实验室出具校准证 书和最近没有变化的压头面积函数的间接检验数据。后者应注明所使用的附录B所述的检验方法和 所用的合适的有证标准物质。应测量所有的几何尺寸并记人校准证书中。 如果压头的角度与理想几何尺寸的标称值有偏差，那么在所有压人深度大于6μm的实际计算中 宜使用检定合格压头角度的平均值， 注：136（2α）的维氏压头0.2的角度误差会导致1%的面积系统误差 在纳米和显微范围试验的压头，压入深度不大于6μm，其面积函数应在使用的相关压人深度范围 内进行校准。压头性能应定期验证（见第7章）。 如使用非金刚石压头，应获得并使用弹性模量和泊松比的值代替金刚石值。 棱锥和圆锥压头的角度应在表3给定的压入深度范围内测量（见图1）
表3棱锥体和圆锥体压头角度的测范围值
图1表3中给出的测量范围的示意图
5.5.2.1金刚石正四棱锥体的4个面应光滑且无表面缺陷和污物。清理压头表面的注意事项参见 GB/T21838.1—2019的附录D。 压头表面的粗糙度与试样表面的粗糙度都对测量不确定度有影响。当在纳米范围试验时，宜考虑 压头表面的粗糙度。 5.5.2.2金刚石棱锥体的两相对面之间的夹角应为136°士0.3°（见图2)（α=68.0°士0.2）。 应测量h，和h2范围之间的角度（见表3和图1）。应在整个校准后的压头深度范围，即从压头的 顶端h。到校准的最大压人深度h2控制压头的儿何尺寸和粗糙度。 5.5.2.3金刚石棱锥体的轴线与压头柄轴线（垂直于安装面)之间的夹角应不大于0.5° 5.5.2.44个面应相交于一点。两相对面交线的最大允许长度在表4中给出（见图3）。 5.5.2.5用于显微范围试验的压头，其顶端半径应不大于0.5μm（见图4）。 5.5.2.6应使用显微镜或其他合适的装置对压头形状进行检验。 如果压头用于显微或纳米范围的试验，宜采用闭环控制的原子力显微镜（AFM)进行检验。对纳米 范围内的检验，强烈推荐采用此方法。
表4交线的最大允许长度
5.5.3玻氏压头、改进型玻氏压头和直角立方儒
图3压头顶端交线示意图
5.5.3.1常用的玻氏棱锥金刚石压头有两种类型：对应任意给定的压入深度，玻氏压头5其有与维氏压 头相同的表面积，改进型玻氏压头11具有与维氏压头相同的投影面积。 5.5.3.2金刚石三棱锥体的三个面应光滑且无表面缺陷和污物。清理压头表面的注意事项见 GB/T21838.1—2019的附录D。 压头表面的粗糙度与试样表面的粗糙度都对测量不确定度有影响。当在纳米范围试验时，宜考虑 压头表面的粗糙度。 5.5.3.3用于显微范围试验的压头，其顶端半径不应超过0.5μm，用于纳米范围试验的压头，其顶端半
不应大于0.2μm（见图4）。 .5.3.4金刚石三棱锥体轴线与3个面之间的夹角为α，棱锥底面三角形的边缘之间的角度应为 0.3见图5）
DB44／T 2127-2018 电子围网通用技术条件.pdf图5玻氏和直角立方体压头的角度
5.5.3.5应用显微镜或合适的装置对压头的形状进行检验。
对用于显微和纳米范围试验的压头宜使用闭环控制的原子力显微镜（AFM)进行检测。对于 范围试验，强烈建议采用这种检测方法，
5.5.4硬质合金球压头
5.5.4.1 硬质合金球应具有下列特性： 硬度：按ISO3878测定时，硬度不应低于1500HV10； 密度：p=14.8g/cm²±0.2g/cm²。 推荐的化学成分如下： 钻(Co)：5.0%~7.0%； 除碳化钨以外的所有碳化物：2.0%； 碳化钨（WC)：余量。 5.5.4.2硬质合金球应有已检验合格的几何尺寸DB37／T 1639.1-2021 山东省重点工业产品用水定额 第1部分：煤炭开采和洗选及石油和天然气开采业重点工业产品.pdf，采用分批检验法即可。检验证书应给出不同位置的 至少三个测量点直径的平均值。如果有任一值超出标称直径的允许值（见表5），那么该球（或该批次） 不应用作压头。
顶端为球形的圆锥压头的特性在表6中给出（见图6）。
顶端为球形的圆锥压头的特性在表6中给出（见图6）。