F
中华人民共和国国家计量技术规范
JJF1436—2013
超声硬度计校准规范
Calibration Specification of Ultrasonic Hardness Testers
2014-04-25实施
2013-10-25发布
国家质量监督检验检疫总局发布 JJF1436—2013
超声硬度计校准规范
JJF 1436—2013 代替JJG654—1990
Calibration Specification
of Ultrasonic Hardness Testers
归口单位：全国力值硬度计量技术委员会主要起草单位：中国计量科学研究院
广东省计量科学研究院湖北省计量测试技术研究院
参加起草单位：泉州市丰泽东海仪器硬度块厂
东莞市中旺精密仪器有限公司
南昌况氏硬度块制造有限公司
北京兰铂高科检测仪器有限公司
本规范委托全国力值硬度计量技术委员会负责解释 JJF1436—2013
本规范主要起草人：
叶 明（中国计量科学研究院）何广霖（广东省计量科学研究院）胡翔 (湖北省计量测试技术研究院)
参加起草人：
陈俊薪（泉州市丰泽东海仪器硬度块厂）郑春平（东莞市中旺精密仪器有限公司）况伟（南昌况氏硬度块制造有限公司）张斌 (北京兰铂高科检测仪器有限公司) JJF1436—2013
目 录
引言 1 范围· 2 引用文件
(Ⅱ) (1) (1) (1) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9)
概述.· 计量特性·
3 4 4. 1 硬度计的分辨力 4. 2 硬度计的试验力 4.3 硬度计的示值误差及重复性 4. 4 硬度计示值的漂移 5 校准条件
校准项目及校准方法· 6.1试验力的校准·. 6.2硬度示值的校准·
6
校准结果的表达· 复校时间间隔
7
8
附录A布氏、洛氏硬度示值的校准附录 B 超声硬度计校准记录内页格式附录 C 超声硬度计校准证书内页格式附录D 超声硬度计测量结果不确定度分析及实例
- JJF1436—2013
引言
本规范根据JJF1071一2010《国家计量校准规范编写规则》规定的规则编写。 本规范在制订过程中充分考虑了JJG654一1990《超声硬度计》、JB/T9377一2010
《超声硬度计技术条件》、ASTMA1038一2005使用超声接触阻抗法进行便携式硬度测试的标准试验方法（Standardtestmethodforportablehardnesstestingbytheultra soniccontactimpedancemethod）、DIN5o1592《金属材料硬度检测第2部分：硬度检测仪的检测和校准》（Metallicmaterials一HardnesstestingwiththeUCImethod Part2：Verificationandcalibrationofthetestingdevices）的有关超声硬度计的术语、 符号与定义，以及相关的技术要求、技术指标和检验方法。本规范给出了超声硬度计计量特性的具体校准条件、校准项目和校准方法。
本规范代替JJG654一1990。与JJG654一1990相比，除编辑性修改外，本规范主要技术变化如下：
引人了UCI的概念；增加了试验力示值、硬度计示值误差和重复性；删除了频率的检定；
一
删除了与压头有关的参数及检定项目；增加了试验力重复性的校准项目；增加了在测量试验力时，应使用测量压头台架；
-
一
增加了在校准前，应先将试件的校准参数输入超声硬度计后，才可校准；对校准中所使用的标准硬度块的尺寸做了新的建议；增加了不确定度的分析；一增加了证书内页格式和证书格式：一增加了其他硬度值的校准。
II JJF1436—2013
超声硬度计校准规范
1范围
本规范适用于超声硬度计（以下简称硬度计）的校准。
2引用文件
本规范引用了下列文件： JJG144—2007标准测力仪 JJG148一2006标准维氏硬度块 GB/T12604.1一2005无损检测术语超声检测（ISO5577：2000） JB/T9377一2010超声硬度计技术条件 ASTMA1038一2005使用超声接触阻抗法进行便携式硬度测试的标准试验方法
(Standard test method for portable hardness testing by the ultrasonic contact impedance method)
DIN50159-2金属材料超声UCI硬度检测第2部分：硬度检测仪的检测和校准（MetallicmaterialsHardnesstestingwiththeUCImethod-Part2：Verification and calibration of the testing devices)
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。
3概述
超声硬度计是利用UCI法（超声接触阻抗法）进行测量的仪器。基本原理是将焊有金刚石棱锥体压头的振动杆，激励到其自由振荡频率，当压头以恒定载荷与被测物垂直接触时产生共振，并利用该谐振频率计算出被测物的硬度值。即频率变化值可以通过压电陶瓷转换成电压信号，再根据材料的弹性模量，算出被测物的硬度值，并可换算其他硬度。
硬度按式（1）计算：
A=f(Eff,Af)
HV=0.102 × sin 号×
(1)
A
-
式中： A一一压痕面积； Eeff—弹性模量; △f——频率变化量； f——函数符号； HV 维氏硬度；
- JJF1436—2013
α 压头相对面夹角136°； F—试验力。
4计量特性
4.1 硬度计的分辨力
硬度计的硬度示值最小分辨力：数字式指示装置不大于1HV，模拟式指示装置不大于20HV 4.2硬度计的试验力
传感器套筒在规定行程内，由弹簧施加在压头的作用力。 硬度计的试验力应在（1～98）N范围内，各级试验力的最大允许偏差为士8%，
重复性不大于3%。 4.3硬度计的示值误差及重复性
硬度计的示值误差是指硬度计5次测量的平均值与硬度块标称值之差，或它们之间的绝对误差与标称值之比；示值重复性是指5次测量中最大与最小值之差或它们之间的差值与5点平均值之比。其指标由相关文件规定。 4.4硬度计示值的漂移
指硬度计前后2次测量的平均值之差。
5校准条件 5.1环境温度为（23士10）℃，相对湿度不大于85%。 5.2使用交流电源时，电源电压的波动在（220士22）V范围内。使用直流电源时，电池组电压不低于额定电压的85%。 5.3周围环境应无振动，无强磁干扰和腐蚀性介质 5.4校准前硬度计及使用的计量器具，应在同一环境条件下放置至少1h。
6校准项目及校准方法
校准项目及使用仪器见表1。
表1校准项目及使用仪器
使用仪器名称
校准项目试验力校准硬度示值校准标准硬度块应黏附在较大的平台上使用，或采用直径≥80mm、厚度≥16mm的标准硬度块。
仪器技术要求
测力仪标准维氏硬度块
0.3级符合JJG148—2006
6.1试验力的校准
使用准确度不低于0.3级的测力仪进行测量。卸下压头定位套，将测量压头安装在测量台架上，将测力仪置于压头下方，下降压头或上升工作台，缓慢施加试验力，测量压头施加到测力仪上的试验力。测量结果应符合4.2的规定。测量重复3次，测量的平 2 JJF1436—2013
均值f按式（2）计算：
f=fi+f2+fs
(2)
3
式中： f1，f2，f3一试验力测量值。 偏差△f按式（3）计算：
Af f-fo 2×100%
(3)
fo
式中： f——试验力测量平均值； f。—试验力标称值。 重复性6按式（4）计算：
b= fmx= fmm ×100%
(4)
f
式中： fmax3次测量中的最大值； fmin一3次测量中的最小值； ——3次测量中的平均值。
6.2硬度示值的校准 6.2.1硬度计的硬度示值校准应在硬度计的测量、显示部分连接好，开启电源10min 后进行。 6.2.2校准参数的测定
在每次校准前，应使用标准块测定硬度计的校准参数。用超声计在标准硬度块上测量5点，然后将5点平均值与标准块标称值比较，将标称值数据输人到超声计中，并计算出硬度计的校准参数，再进行校准 6.2.3根据使用的需求，硬度示值的校准应至少选取2块不同硬度范围的标准块。 6.2.4校准时，使用测量压头台架以确保试验力垂直向下，从而使测量的硬度值准确可靠，所使用的标准硬度块应黏附在较大的平台上，以避免在硬度块内部出现由于UCI 传感器而引起的干扰振动。 6.2.5将测量压头固定在台架或套筒内，置于标准硬度块上，并平稳缓慢地下压，推动压头向内压缩移动至定位套端面，此时显示器迅速记录下所测量的硬度值。在标准块上均匀分布测量5点，其平均值为该点硬度测量示值，平均值H按式（5）计算：
H= Hi+ H, + H, +H++ H,
(5)
5
式中： H1，H2，H3，H4，Hs5点的测量示值。
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JJF 1436—2013 代替JJG654—1990
Calibration Specification
of Ultrasonic Hardness Testers
归口单位：全国力值硬度计量技术委员会主要起草单位：中国计量科学研究院
广东省计量科学研究院湖北省计量测试技术研究院
参加起草单位：泉州市丰泽东海仪器硬度块厂
东莞市中旺精密仪器有限公司
南昌况氏硬度块制造有限公司
北京兰铂高科检测仪器有限公司
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本规范主要起草人：
叶 明（中国计量科学研究院）何广霖（广东省计量科学研究院）胡翔 (湖北省计量测试技术研究院)
参加起草人：
陈俊薪（泉州市丰泽东海仪器硬度块厂）郑春平（东莞市中旺精密仪器有限公司）况伟（南昌况氏硬度块制造有限公司）张斌 (北京兰铂高科检测仪器有限公司) JJF1436—2013
目 录
引言 1 范围· 2 引用文件
(Ⅱ) (1) (1) (1) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9)
概述.· 计量特性·
3 4 4. 1 硬度计的分辨力 4. 2 硬度计的试验力 4.3 硬度计的示值误差及重复性 4. 4 硬度计示值的漂移 5 校准条件
校准项目及校准方法· 6.1试验力的校准·. 6.2硬度示值的校准·
6
校准结果的表达· 复校时间间隔
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附录A布氏、洛氏硬度示值的校准附录 B 超声硬度计校准记录内页格式附录 C 超声硬度计校准证书内页格式附录D 超声硬度计测量结果不确定度分析及实例
- JJF1436—2013
引言
本规范根据JJF1071一2010《国家计量校准规范编写规则》规定的规则编写。 本规范在制订过程中充分考虑了JJG654一1990《超声硬度计》、JB/T9377一2010
《超声硬度计技术条件》、ASTMA1038一2005使用超声接触阻抗法进行便携式硬度测试的标准试验方法（Standardtestmethodforportablehardnesstestingbytheultra soniccontactimpedancemethod）、DIN5o1592《金属材料硬度检测第2部分：硬度检测仪的检测和校准》（Metallicmaterials一HardnesstestingwiththeUCImethod Part2：Verificationandcalibrationofthetestingdevices）的有关超声硬度计的术语、 符号与定义，以及相关的技术要求、技术指标和检验方法。本规范给出了超声硬度计计量特性的具体校准条件、校准项目和校准方法。
本规范代替JJG654一1990。与JJG654一1990相比，除编辑性修改外，本规范主要技术变化如下：
引人了UCI的概念；增加了试验力示值、硬度计示值误差和重复性；删除了频率的检定；
一
删除了与压头有关的参数及检定项目；增加了试验力重复性的校准项目；增加了在测量试验力时，应使用测量压头台架；
-
一
增加了在校准前，应先将试件的校准参数输入超声硬度计后，才可校准；对校准中所使用的标准硬度块的尺寸做了新的建议；增加了不确定度的分析；一增加了证书内页格式和证书格式：一增加了其他硬度值的校准。
II JJF1436—2013
超声硬度计校准规范
1范围
本规范适用于超声硬度计（以下简称硬度计）的校准。
2引用文件
本规范引用了下列文件： JJG144—2007标准测力仪 JJG148一2006标准维氏硬度块 GB/T12604.1一2005无损检测术语超声检测（ISO5577：2000） JB/T9377一2010超声硬度计技术条件 ASTMA1038一2005使用超声接触阻抗法进行便携式硬度测试的标准试验方法
(Standard test method for portable hardness testing by the ultrasonic contact impedance method)
DIN50159-2金属材料超声UCI硬度检测第2部分：硬度检测仪的检测和校准（MetallicmaterialsHardnesstestingwiththeUCImethod-Part2：Verification and calibration of the testing devices)
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。
3概述
超声硬度计是利用UCI法（超声接触阻抗法）进行测量的仪器。基本原理是将焊有金刚石棱锥体压头的振动杆，激励到其自由振荡频率，当压头以恒定载荷与被测物垂直接触时产生共振，并利用该谐振频率计算出被测物的硬度值。即频率变化值可以通过压电陶瓷转换成电压信号，再根据材料的弹性模量，算出被测物的硬度值，并可换算其他硬度。
硬度按式（1）计算：
A=f(Eff,Af)
HV=0.102 × sin 号×
(1)
A
-
式中： A一一压痕面积； Eeff—弹性模量; △f——频率变化量； f——函数符号； HV 维氏硬度；
- JJF1436—2013
α 压头相对面夹角136°； F—试验力。
4计量特性
4.1 硬度计的分辨力
硬度计的硬度示值最小分辨力：数字式指示装置不大于1HV，模拟式指示装置不大于20HV 4.2硬度计的试验力
传感器套筒在规定行程内，由弹簧施加在压头的作用力。 硬度计的试验力应在（1～98）N范围内，各级试验力的最大允许偏差为士8%，
重复性不大于3%。 4.3硬度计的示值误差及重复性
硬度计的示值误差是指硬度计5次测量的平均值与硬度块标称值之差，或它们之间的绝对误差与标称值之比；示值重复性是指5次测量中最大与最小值之差或它们之间的差值与5点平均值之比。其指标由相关文件规定。 4.4硬度计示值的漂移
指硬度计前后2次测量的平均值之差。
5校准条件 5.1环境温度为（23士10）℃，相对湿度不大于85%。 5.2使用交流电源时，电源电压的波动在（220士22）V范围内。使用直流电源时，电池组电压不低于额定电压的85%。 5.3周围环境应无振动，无强磁干扰和腐蚀性介质 5.4校准前硬度计及使用的计量器具，应在同一环境条件下放置至少1h。
6校准项目及校准方法
校准项目及使用仪器见表1。
表1校准项目及使用仪器
使用仪器名称
校准项目试验力校准硬度示值校准标准硬度块应黏附在较大的平台上使用，或采用直径≥80mm、厚度≥16mm的标准硬度块。
仪器技术要求
测力仪标准维氏硬度块
0.3级符合JJG148—2006
6.1试验力的校准
使用准确度不低于0.3级的测力仪进行测量。卸下压头定位套，将测量压头安装在测量台架上，将测力仪置于压头下方，下降压头或上升工作台，缓慢施加试验力，测量压头施加到测力仪上的试验力。测量结果应符合4.2的规定。测量重复3次，测量的平 2 JJF1436—2013
均值f按式（2）计算：
f=fi+f2+fs
(2)
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式中： f1，f2，f3一试验力测量值。 偏差△f按式（3）计算：
Af f-fo 2×100%
(3)
fo
式中： f——试验力测量平均值； f。—试验力标称值。 重复性6按式（4）计算：
b= fmx= fmm ×100%
(4)
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式中： fmax3次测量中的最大值； fmin一3次测量中的最小值； ——3次测量中的平均值。
6.2硬度示值的校准 6.2.1硬度计的硬度示值校准应在硬度计的测量、显示部分连接好，开启电源10min 后进行。 6.2.2校准参数的测定
在每次校准前，应使用标准块测定硬度计的校准参数。用超声计在标准硬度块上测量5点，然后将5点平均值与标准块标称值比较，将标称值数据输人到超声计中，并计算出硬度计的校准参数，再进行校准 6.2.3根据使用的需求，硬度示值的校准应至少选取2块不同硬度范围的标准块。 6.2.4校准时，使用测量压头台架以确保试验力垂直向下，从而使测量的硬度值准确可靠，所使用的标准硬度块应黏附在较大的平台上，以避免在硬度块内部出现由于UCI 传感器而引起的干扰振动。 6.2.5将测量压头固定在台架或套筒内，置于标准硬度块上，并平稳缓慢地下压，推动压头向内压缩移动至定位套端面，此时显示器迅速记录下所测量的硬度值。在标准块上均匀分布测量5点，其平均值为该点硬度测量示值，平均值H按式（5）计算：
H= Hi+ H, + H, +H++ H,
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式中： H1，H2，H3，H4，Hs5点的测量示值。
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