ICS 77.040.10 H 22
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T34205—2017
金属材料 硬度试验 超声接触阻抗法 Metallicmaterials-Hardnesstesting-Ultrasoniccontactimpedancemethod
2017-09-07发布
2018-06-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
发布 GB/T 34205—2017
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由中国钢铁工业协会提出。 本标准由全国钢标准化技术委员会（SAC/TC183)归口，本标准起草单位：上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂、冶金工业信息标准研究院、东莞市中
旺精密仪器有限公司。
本标准主要起草人：朱月梅、贾国庆、董莉、郑春平、李荣锋、刘斯家、方健、姚久红。
- GB/T 34205—2017
金属材料 硬度试验 超声接触阻抗法
范围
本标准规定了金属材料超声接触阻抗法硬度试验的术语和定义、原理、符号及说明、试验设备、试样、试验程序、结果的不确定度、试验报告。
本标准适用于金属材料超声接触阻抗法硬度试验，也适用于金属涂层、镀层及硬化层的超声接触阻抗法硬度试验。
：规范性引用文件
2
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T4340.1金属材料维氏硬度试验第1部分：试验方法 GB/T4340.2 金属材料维氏硬度试验第2部分：硬度计的检验与校准 GB/T4340.3—2012 2金属材料维氏硬度试验 第3部分：标准硬度块的标定 GB/T10623金属材料力学性能试验术语 JB/T9377一2010超声硬度计技术条件 JJF1436 超声硬度计校准规范
3术语和定义
GB/T10623界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
超声接触阻抗 ultrasonic contact impedance,UCI 超声频率振动压头压入金属材料试样表面时，由于压痕处接触面积的不同引起振动杆谐振频率的
变化。 3.2
有效弹性模量 effective elastic modulus 超声硬度计测试过程中测试系统的弹性模量。 注：测试系统包括振动杆、压头和试样，
4 原理
超声接触阻抗法是一种非直接测量压痕的动态压人法。端部镶有特定压头（如正四梭维体金刚石压头）的振动杆受到激励做纵向超声振动，用一定的试验力将压头压人试验表面，振动杆的纵向振动将受到阻抗，谐振频率发生变化。其变化量与压痕表面积和系统的有效弹性模量成函数关系，硬度值由频率变化量得到。
1 GB/T 34205—2017
5 符号及说明
5.1 本标准所使用的符号及说明见表1。
表1 符号及说明
符号 A Ea F ^ HV(UCD)
说明压痕表面积有效弹性模量
单位 mmt N/mm* N mm - mm Hz
试验力压痕深度
按UCI方法得到的维氏硬度涂(镀)层和表面硬化层等的厚度
频率变化量
f
5.2 换算的维氏硬度值表示方法如示例。
示例：
240 HV10 (UCD)
按UCI方法得到的硬度维氏标尺98N 硬度值
6 试验设备
6.1 超声硬度计 6.1,1 超声硬度计（以下简称硬度计）是利用超声接触阻抗法进行硬度测量的仪器，应符合 JB/T9377-2010中除3.2试验力之外的规定。 6.1.2 硬度计的试验力应在1N～98N范围内，试验力允许偏差为士8%，重复性不大于3%。 6.1.3 硬度计通常包括5个部分：探头（见图1）、激振装置、振动检测装置、数据处理电路和硬度指示装置。
2 GB/T34205—2017
说明：
施加试验力的金属弹资；一报动杆；
.
2- - 3- 4-
—压头；一试样； 5———共报增强器； 6———接收器 7发射器.
图1UCI探头工作示意图
6.2 探头
主要由一个产生纵向振动的振动杆、压头和试验力加载装置等组成。 6.3压头
压头采用金刚石正四锥体，并符合JB/T9377一2010中3.3的规定。 6.4 检验和校准 6.4.1 硬度计应按照JJF1436的相关规定进行校准。 6.4.2 硬度计应按照JB/T9377—2010的相关规定进行直接检验。 6.4.3 硬度计的间接检验应按照附录A的规定进行。
注；附录B给出了使用者对硬度计进行日常检查的方法。 6.5 标准硬度块 6.5.1 使用的标准硬度块应符合GB/T4340.3一2012中除3.3厚度要求外的规定。 6.5.2 为了避免超声波传感器在标准硬度块引起的干扰振动，标准硬度块的厚度应不小于16mm、直径应不小于80mm。 6.5.3标准硬度块在标定后，应在标准硬度块侧面标注其标定时的厚度（精确到0.01mm）、质量（精确到1g)或在其试验面上作出鉴别标记。
3 GB/T 34205—2017
6.6 硬度计的参数标定 6.6.1 使用校准用台式硬度计在与试样相同材料的参考硬度块上测量至少5点，计算5点硬度值的平均值作为硬度计的标定值。 6.6.2用硬度计在同一参考硬度块测量至少5点，将硬度计显示的平均值调整到6.6.1得出的标定值，得到校准参数。 6.6.3对硬度计参数标定后就可以使用硬度计在相同的硬度标尺和范围内对相同金属材料进行硬度试验。 6.6.4对于不同金属材料，一些硬度计允许存储所有的校准数据和调整参数，需要时可调用。
注：通常，硬度计的参数由制造商使用非合金钢和低合金钢的标准硬度块进行校准。当对与非合金钢和低合金钢
弹性模量不同的金属材料试件进行试验时，需要针对硬度计的参数进行标定。
7试样
7.1 试验表面可以是平面、曲面。只要探头可达且压头能够垂直压人试验表面。
注1：试样指通常意义上的试样和试件。试件包括金属产品或金属产品的一部分，如锻件、管材、镀层等。 注2：当试验表面是曲面时，建议采用合适的支承座，试验表面应平坦光滑，试验表面粗糙度应不超过压痕深度的30%。最大允许的表面粗糙度Ra见
7.2
表2。压痕深度、试验力和硬度的关系见式(1)：
注：试样的表面粗糙度对试验结果可能产生影响。
h=0.062× F
+....( 1 )
VHV
式中： h —压痕深度，单位为毫米(mm)； F. —试验力，单位为牛顿(N)； HV- -UCI维氏硬度值。
表2最大允许的表面粗糙度Ra
试验力/N
最大允许的表面粗稳度Ra/μm
15 10 5 2.5
98 50 10 0
：1N、8N、20N可参照其他试验力的要求，由相关方协商确定，
试验表面上应无氧化皮及外来污物，尤其不应有油脂。 7.4加工试验表面时，应使对试验表面或试验表面性能产生影响的过热或冷加工等因素减至最小。 7.5试样厚度一般不小于5mm且质量不小于300g：对于厚度2mm~5mm的试样建议用耦合或粘接方式，涂（镀)层和表面硬化层等的厚度t不应小于压痕深度的10倍。
7.3
注；当试样试验部位厚度过幕时，可能会引起试样发生共报或干扰振动；当试样质量小于300g时，如果试样发生
自振，对试验结果有影响。