Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 256-2:2006 về Vật liệu kim loại – Thử độ cứng Brinell - Kiểm định và hiệu chuẩn

• Số hiệu: TCVN256-2:2006
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: Bộ Khoa học và Công nghệ
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2006

Đường kính bi thử	Dung sai
10	± 0,005
5	± 0,004
2,5	± 0,003
1	± 0,003

4.3.4.2. Tính chất của bi hợp kim cứng như sau:

a) Độ cứng: Độ cứng phải không nhỏ hơn 1500 HV, khi xác định sử dụng lực thử nhỏ nhất là 4 903 phù hợp với TCVN 258-1. Bi hợp kim cứng được thử trực tiếp trên bề mặt cầu hoặc mặt cắt của bi … thử trên mặt trong của bi.

b) Khối lượng riêng: p = (14,8 ± 0,2) g/cm^3.

Kiến nghị thành phần hóa học như sau:

- cácbit vonphram (WC)             còn lại

- tổng các bit khác                    2,0 %

- coban (Co)                              5,0 % đến 7,0 %

4.4. Hiệu chuẩn dụng cụ đo (hệ thống đo)

4.4.1. Thang đo của dụng cụ đo phải đảm bảo đo được đường kính vết lõm chính xác đến ± 0,5 %.

...

...

...

4.4.3. Khi đo diện tích vết lõm, sai lệch lớn nhất không được vượt quá 1 %.

4.4.4. Kính hiển vi dùng tay được hiệu chuẩn theo tiêu chuẩn này và theo dung sai của người chế tạo.

4.5. Kiểm định chu trình thử

Chu trình thử phải phù hợp với chu trình thử qui định trong TCVN 256-1 (ISO 6506-1) và thời gian sai lệch (với độ không đảm bảo đo) nhỏ hơn ± 1,0 s.

5. Kiểm định gián tiếp

5.1. Kiểm định gián tiếp phải được tiến hành ở nhiệt độ (23 ± 5) °C bằng tấm chuẩn đã được hiệu chuẩn phù hợp với TCVN 256-3 (ISO 6506-3). Nếu việc kiểm định được tiến hành ngoài khoảng nhiệt độ đó, thì phải ghi điều này vào báo cáo kiểm định.

Bề mặt thử và bề mặt đáy của tấm chuẩn và bề mặt của mũi thử không được có các chất bẩn (chất phụ) hoặc sản phẩm ăn mòn.

5.2. Trên mỗi tấm chuẩn phải đo các vết lõm chuẩn. Đối với từng tấm chuẩn sai lệch giữa giá trị đường kính trung bình đo được và đường kính trung bình được chứng nhận không được vượt quá 0,5 %.

5.3. Máy thử phải được kiểm định đối với mỗi lực thử và kích thước của bi thử được sử dụng. Đối với mỗi lực thử, phải chọn ít nhất hai tấm chuẩn trong khoảng độ cứng sau:

...

...

...

- 300 £ HBW £ 400;

- ³ 500 HBW.

Nếu có thể, hai tấm chuẩn phải được lấy từ các khoảng độ cứng khác nhau.

CHÚ THÍCH: Khi phép thử độ cứng đang nói đến không thể đạt được khoảng độ cứng cao hơn được xác định trong khoảng nêu trên (đối với 0,102 x F/D^2 = 5 hoặc 10), việc kiểm định có thể được tiến hành chỉ với một tấm chuẩn từ khoảng độ cứng thấp hơn.

5.4. Ở mỗi tấm chuẩn, phải phân bố đều 5 vết lõm trên bề mặt thử và đo. Phép thử phải được thực hiện phù hợp với TCVN 256-1 (ISO 6506-1).

5.5. Đối với mỗi tấm chuẩn, d₁, d₂, d₃, d₄, d₅ là trị số trung bình của số đo đường kính các vết lõm được sắp xếp theo thứ tự tăng dần và

(1)

5.6. Độ lặp lại r, của máy thử trong điều kiện kiểm định riêng được tính như sau

...

...

...

(2)

Độ lặp lại được thể hiện như là phần trăm của  được tính như sau:

, tính bằng %

(3)

5.7. Độ lặp lại của máy thử được coi là thỏa mãn yêu cầu khi r_rel theo qui định trong Bảng 2.

5.8. Sai số, E, của máy thử trong điều kiện kiểm định riêng được tính bằng công thức sau:

(4)

Sai số phần trăm E_rel được tính theo công thức sau:

...

...

...

(5)

trong đó

 là trị số độ cứng trung bình của năm lần đo

H_c là độ cứng qui định (được chứng nhận) của tấm chuẩn.

Sai số của máy thử, được biểu thị như là phần trăm của độ cứng qui định của tấm chuẩn, không được vượt quá giá trị cho trong Bảng 2.

Bảng 2 - Độ lặp lại và sai số của máy thử

Độ cứng của tấm chuẩn

HBW

Độ lặp lại cho phép của máy thử

...

...

...

Sai số cho phép của máy thử, E_rel

% của H

£ 125

3,0

± 3,0

125 < HBW £ 225

2,5

± 2,5

> 225

...

...

...

± 2,0

5.9. Việc xác định độ không đảm bảo đo kết quả hiệu chuẩn của máy thử độ cứng cho trong Phụ lục A.

6. Thời gian giữa những lần kiểm định

Các yêu cầu đối với kiểm định trực tiếp cho trong Bảng 3

Kiểm định gián tiếp phải được thực hiện ít nhất 12 tháng một lần và sau khi kiểm định trực tiếp:

Bảng 3 - Kiểm định trực tiếp máy thử độ cứng

Yêu cầu kiểm định

Lực thử

Hệ thống đo

...

...

...

Mũi thử ^a

trước khi cài đặt để làm việc lần đầu

x

x

x

x

sau khi tháo dỡ và lắp đặt lại, nếu lực thử, hệ thống đo hoặc chu trình thử bị ảnh hưởng

x

x

...

...

...

kiểm định gián tiếp không đạt ^b

x

x

x

kiểm định gián tiếp hơn 14 tháng về trước

x

x

...

...

...

^a Bổ sung, nếu có kiến nghị mũi thử phải kiểm định trực tiếp hai năm sau khi đưa vào sử dụng.

^b Kiểm đinh trực tiếp các thông số này có thể thực hiện theo trình tự (trừ khi máy thử đã đạt kiểm định gián tiếp) và không có yêu cầu nếu có thể chứng minh được (ví dụ bằng phép thử với mũi thử đã được hiệu chuẩn) khi mũi thử là nguyên nhân không đạt yêu cầu.

7. Báo cáo kiểm định/chứng chỉ hiệu chuẩn

Báo cáo kiểm định / chứng chỉ hiệu chuẩn phải bao gồm các thông tin sau:

a) số hiệu của tiêu chuẩn này:

b) phương pháp kiểm định (trực tiếp và/hoặc gián tiếp);

c) số hiệu nhận biết của máy thử độ cứng;

d) phương tiện để kiểm định (tấm chuẩn, thiết bị thử đàn hồi v.v...);

...

...

...

f) nhiệt độ kiểm định;

g) kết quả đạt được;

h) ngày tháng năm hiệu chuẩn và chứng nhận của cơ quan kiểm định;

i) độ không đảm bảo đo của kết quả kiểm định.

PHỤ LỤC A

(tham khảo)

ĐỘ KHÔNG ĐẢM BẢO ĐO CỦA KẾT QUẢ HIỆU CHUẨN MÁY THỬ ĐỘ CỨNG

Chuỗi phép đo cần thiết để xác định và phân chia thang đo độ cứng được chỉ ra trong Phục lục 1 của TCVN 256-1 : 2006 (ISO 6506-1:2005).

...

...

...

A.1.1. Hiệu chuẩn lực thử

Độ không đảm bảo đo tiêu chuẩn tương đối tổng hợp của việc hiệu chuẩn lực thử được tính theo công thức sau:

(A.1)

trong đó:

U_FRS là độ không đảm bảo đo tương đối của bộ chuyển đổi lực (từ chứng nhận hiệu chuẩn),

U_FHTM là độ không đảm bảo đo tiêu chuẩn tương đối của lực thử do máy thử tạo ra.

Độ không đảm đo của dụng cụ chuẩn, bộ chuyển đổi lực được chỉ ra trong chứng chỉ hiệu chuẩn tương ứng. Các tác nhân ảnh hưởng, như là

- phụ thuộc nhiệt độ;

...

...

...

- phép nội suy sai lệch.

cần được xem xét đối với việc áp dụng tới hạn. Tùy theo thiết kế của bộ chuyển đổi lực, vị trí quay (bộ chuyển đổi lực, liên quan tới trục của mũi thử máy thử độ cứng phải được xem xét.

VÍ DỤ:

Độ không đảm bảo đo của bộ chuyển đổi lực (từ chứng nhận hiệu chuẩn) U_FRS = 0,12 % (k = 2)

Giá trị hiệu chuẩn của bộ chuyển đổi lực F_RS = 1 839 N

Bảng A.1 - Kết quả hiệu chuẩn lực thử

Số vị trí độ cao đối với việc kiểm định lực thử

Loạt 1

...

...

...

N

Loạt 2

F₂

N

Loạt 3

F₃

N

...

...

...

N

Sai lệch tương đối

DF_rel

%

Độ không đảm bảo đo tiêu chuẩn tương đối

U_FHTM

%

1

...

...

...

1836,6

1837,9

1836,5

-0,14

0,05

2

1834,3

1835,7

1837,5

...

...

...

-0,17

0,05

3

1832,2

1839,5

1834,1

1835,3

-0,20

0,12

...

...

...

(A.2)

)

(A.3)

S_F,i là sai lệch tiêu chuẩn của giá trị lực thử chỉ thị ở vị trí độ cao i-th.

Trong Bảng A.2 sử dụng giá trị lớn nhất của U_FHTM trong Bảng A.1

Bảng A.2 - Tính độ không đảm bảo đo của lực thử

Đại lượng

Giá trị ước lượng

...

...

...

Kiểu phân bố

Độ không đảm bảo đo tiêu chuẩn

Hệ số độ nhạy

Sự cung cấp độ không đảm bảo đo tương đối

X_i

x_i

a_i

u(x_i)

...

...

...

U_rel (H)

U_FRS

1839 N

Thông thường

6,0 x 10^-4

1

6,0 x 10^-4

U_FHTM

...

...

...

Thông thường

12,0 x 10^-4

1

12,0 x 10^-4

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn tổng hợp tương đối U_F

13,3 x 10^-4

Độ không đảm bảo đo mở rộng tương đối U_F (k = 2)

2,7 x 10^-3

...

...

...

Sai số tương đối của lực thử

Độ không đảm bảo đo tương đối mở rộng của lực thử

Sai số tương đối lớn nhất của lực thử kể cả độ không đảm bảo đo của dụng cụ chuẩn

DF_rel

%

U_F

%

DF_max

%

...

...

...

0,27

0,47

trong đó:

DF_max = |DF_rel| + U_F

(A.4)

Kết quả của ví dụ có nghĩa là sai số của lực thử, kể cả độ không đảm bảo đo của dụng cụ chuẩn quy định trong 4.2 lên đến ±1,0 % là tuân theo yêu cầu.

A.1.2. Hiệu chuẩn hệ thống đo quang học

Độ không đảm bảo đo tiêu chuẩn tương đối tổng hợp của dụng cụ chuẩn đối với hệ thống đo được tính như sau:

...

...

...

trong đó:

U_LRS là độ không đảm bảo đo tương đối của micromet (tiêu chuẩn viện dẫn) của chứng chỉ hiệu chuẩn đối với k= 1;

U_ms là độ không đảm bảo đo tương đối theo khả năng phân giải của hệ thống đo;

U_LHTM là độ không đảm bảo đo tiêu chuẩn tương đối của máy thử độ cứng.

Độ không đảm bảo đo của dụng cụ chuẩn đối với hệ thống đo quang học, micromet, được chỉ ra trong chứng chỉ hiệu chuẩn tương ứng. Các tác nhân ảnh hưởng như là:

- phụ thuộc nhiệt độ;

- độ ổn định lâu dài;

- phép nội suy sai lệch.

không gây ra các ảnh hưởng chủ yếu đến độ không đảm đo của micromet.

...

...

...

Độ không đảm bảo đo của micromet: U_LRS = 0,0005 mm (k=2)

Khả năng phân giải của hệ thống đo: d_ms = 0,1 mm

Bảng A.4 - Kết quả hiệu chuẩn của hệ thống do

Giá trị chỉ thị của panme

Kiểu 1

Kiểu 2

...

...

...

Giá trị trung bình

Sai số tương đối

Độ không đảm bảo đo tiêu chuẩn tương đối

L_RS

mm

L₁

mm

L₂

...

...

...

L₃

mm

mm

DL_rel

%

U_LHTM

%

1,0

...

...

...

1,003

1,001

1,002

0,20

0,06

2,0

2,001

2,003

2,001

...

...

...

0,08

0,03

3,0

3,002

3,002

3,001

3,002

0,06

0,01

...

...

...

4,001

4,003

4,002

4,002

0,05

0,01

trong đó:

(A.6)

...

...

...

(A.7)

S_L,i, là sai số tiêu chuẩn của giá trị độ dài chỉ dẫn đối với giá trị chỉ dẫn i-th của micromet.

Bảng A.5 - Tính độ không đảm bảo đo của hệ thống đo

Đại lượng

Giá trị ước lượng

Giá trị qui định

Kiểu phân bố

Độ không đảm bảo đo tiêu chuẩn tương đối

...

...

...

Sự cung cấp độ không đảm bảo đo tương đối

X_i

x_i

a_i

u(x_i)

c_i

u_i (H)

U_LRS

...

...

...

Thông thường

2,5 x 10^-^4

1

2,5 x 10^-4

U_ms

1,0 mm

± 1,0 x 10^-4

Hình chữ nhật

...

...

...

1

2,9 x 10^-5

U_LHTM

1,0 mm

Thông thường

6,0 x 10^-4

1

6,0 x10^-4

...

...

...

0,06

Độ không đảm bảo đo mở rộng tương đối U_L (k = 2)

0,13

Bảng A.6 - Tính sai khác tương đối tối đa của hệ thống đo,
bao gồm cả độ không đảm bảo đo của dụng cụ đo chiều dài chuẩn

Chiều dài thử

Sai khác tương đối của hệ thống đo

Độ không đảm bảo đo tương đối mở rộng

Sai khác tương đối tối đa của hệ thống đo, bao gồm cả độ không đảm bảo đo của dụng cụ đo chiều dài chuẩn

...

...

...

DL_rel

%

U_L

%

DL_max

%

1,0 mm

0,20

0,13

...

...

...

trong đó:

DL_max = |DL_rel| + U_L

(A.8)

Kết quả của ví dụ có nghĩa là sai số của hệ thống đo, kể cả độ không đảm bảo đo của dụng cụ chuẩn độ dài quy định trong 4.4 lên đến ± 0,5 % là tuân theo yêu cầu.

A.1.3. Kiểm định mũi thử

Mũi thử bao gồm bi thử và đầu giữ bi thử không thể kiểm định và/ hoặc hiệu chuẩn tại chỗ được. Phải có chứng chỉ hiệu chuẩn còn hiệu lực của phòng thử nghiệm được công nhận bao gồm sai lệch hình học, tính chất cơ học và thành phần hóa học của mũi thử (xem 4.3).

A.1.4. Kiểm định chu trình thử

Trong 4.5, sai số cho phép đối với mỗi phần của chu trình thử được qui định là ± 0,5 s. Còn khi đo bằng dụng cụ đo thời gian thông thường (đồng hồ bấm giây), độ không đảm bảo đo có thể được chỉ thị là 0,1 s. Cho nên việc qui định độ không đảm bảo đo là không cần thiết.

A.2. Kiểm định gián tiếp máy thử độ cứng

...

...

...

Bằng cách kiểm định gián tiếp với tấm chuẩn độ cứng, toàn bộ chức năng của máy thử độ cứng được kiểm tra và xác định được độ lặp lại như là sai lệch của máy thử độ cứng so với độ cứng thực.

Độ không đảm đo của kiểm định gián tiếp máy thử độ cứng theo công thức sau:

(A.9)

trong đó:

U_CRM là độ không đảm bảo hiệu chuẩn của tấm chuẩn độ cứng theo chứng chỉ hiệu chuẩn đối với k = 1;

U_CRM-D là sự thay đổi độ cứng của tấm chuẩn độ cứng kể từ khi hiệu chuẩn lần cuối do sai lệch (không đáng kể đối với việc sử dụng tấm chuẩn độ cứng theo tiêu chuẩn);

U_H là độ không đảm bảo đo tiêu chuẩn của máy thử độ cứng khi đo CRM;

U_ms là độ không đảm bảo đo tiêu chuẩn do độ phân giải của máy thử độ cứng.

...

...

...

Tấm chuẩn độ cứng H_CRM = (100,0 ± 1,0) HBW 2,5/187,5

Độ không đảm bảo đo của tấm chuẩn độ cứng U_CRM = 0,5 HBW 2,5/187,5

Độ phân giải của máy thử độ cứng d_ms = 0,5 mm

Bảng A.7 - Kết quả kiểm định gián tiếp

Số

Đường kính vết lõm đo được, d

mm

Giá trị độ cứng tính toán, H

HBW ^a

...

...

...

1,462_min

101,1_max

2

1,469

100,1

3

1,472_max

99,6_min

4

...

...

...

99,8

5

1,468

100,3

Giá trị trung bình, H

1,4684

100,2

Sai số tiêu chuẩn, S_H

...

...

...

^a) HBW: Độ cứng Brinell

(A.10)

(A.11)

Khi t = 1,14, n = 5 và S_H = 0,60 HBW thì:

U_H = 0,31 HBW

...

...

...

Bảng A.8 - Thành phần độ không đảm bảo đo

Đại lượng

Giá trị ước lượng

Độ không đảm bảo đo chuẩn

Kiểu phân bố

Hệ số độ nhạy

Sự phân bố độ không đảm bảo đo

X_i

x_i

...

...

...

c_i

u_i(H)

U_CRM

100,0 HBW

0,50 HBW

Bình thường

1,0

0,50 HBW

...

...

...

0 HBW

0,31 HBW

Bình thường

1,0

0,31 HBW

U_ms

0 HBW

0,000 14 mm

Hình chữ nhật

...

...

...

-0,02 HBW

U_CRM-D

0 HBW

0 HBW

Hình tam giác

1,0

0 HBW

Độ không đảm bảo đo tổng hợp U_HTM

0,59 HBW

...

...

...

1,17 HBW

HBW: Độ cứng Brinell

^a Hệ số độ nhạy theo:

(A.12)

Khi H = 100,0 HBW, D = 2,5 mm, d = 1,469 mm

Bảng A.9 - Sai số lớn nhất của máy thử độ cứng kể cả độ không đảm bảo đo

Độ cứng đo được trên máy thử độ cứng

Độ không đảm bảo đo mở rộng

...

...

...

Sai số lớn nhất của máy thử độ cứng kể cả độ không đảm bảo đo

H

U_HTM

HBW

HBW

DH_HTMmax

HBW

100,2 HBW 2,5/187,5

...

...

...

0,2

1,4

HBW: Độ cứng Brinell

Trong đó:

DH_HTMmax = U_HTM +  = 1,2 + 0,2 = 1,4 HBW

(A.13)

Kết quả của ví dụ trên có nghĩa là sai số giới hạn cho phép của máy thử, kể cả độ không đảm bảo đo của máy thử qui định trong Điều 5 đến ± 3 HBW là đạt.

Thư mục

...

...

...

SAWLA, A. Uncertainty of measurement in the varification and calibration of force-measuring systems of testing machines. Proceedings of the Asia-Pacific symposium on measurement of force, mass and torque (APMF), Tsukuba, Japan, November 2000

[2]

WEHRSTEDT, A. and PATKOVSZKY. I. News in the field of standardization about verification and calibration of materials testing machines, May 2001, EMPA Academy, 2001

[3]

GABAUER. W, Manual of codes of practice for the determination of uncertainties in mechanica tests on metallic materials, The estimation of uncertainties in hardness measurement, Project No. STM4- CT97- 2165, UNCERT COP 14: 2000

[4]

POLZIN, T and SCHWENK, D., Method for Uncertainly Determination of Hardness Testing; PC file for Determination, Materialprufung 44. (2002), 3, pp. 64-71