GBT 33362-2016
基本信息
标准号:
GBT 33362-2016
中文名称:金属材料 硬度值的换算
标准类别:国家标准(GB)
标准状态:现行
出版语种:简体中文
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相关标签:
金属材料
硬度
换算
标准分类号
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标准简介
GBT 33362-2016 金属材料 硬度值的换算
GBT33362-2016
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标准内容
ICS77.040
中华人民共和国国家标准
GB/T33362—2016/ISO18265:2013金属材料
硬度值的换算
Metallic materials-Conversion ofhardness values(ISO18265:2013.IDT)
2016-12-30发布
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
2017-09-01实施
GB/T333622016/ISO18265:2013
换算原理
换算表的应用
换算值
换算结果的标记
换算表的应用说明
附录A(资料性附录)
附录B(资料性附录)
附录C(资料性附录)
附录D(资料性附录)
附录E(资料性附录)
附录F(资料性附录)
附录G(资料性附录)
附录H(资料性附录)
参考文献
非合金钢、低合金钢与铸钢的硬度换算表调质钢硬度换算表
冷加工钢换算表
高速钢换算表
硬质合金换算表
有色金属及合金换算表
工具钢换算表
测试条件改变影响程度的说明
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草,本标准使用翻译法等同采用ISO18265:2013金属材料为了便于使用,本标准做了下列编辑性修改:GB/T33362—2016/ISO18265:2013硬度值换算(英文版)。
更正编辑性错误,将不确定度符号“u\修正为\U”,将重复性限符号“R”修正为“”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:治金工业信息标准研究院、沈阳天星试验仪器有限公司、武钢研究院。本标准主要起草人:董莉、张风林、侯捷、李荣锋、张维旭,-riiKAoNiKAca
GB/T33362—2016/ISO18265:2013引言
表A.1中给出的硬度换算值是德国冶金工程师协会在多个不同实验室中使用经检验和校准的硬度计进行比对试验得出的。由于这些试验条件无法再现,用于计算平均硬度值的试验结果数量也已无法知晓,因面不能给出这些换算值不确定度的具有统计意义的可靠数据。表A.1与欧洲煤钢联盟的3号(1980)和4号(1982)通报以及ISO4964:1984和ISO/TR10180:1989等同。前民主德国标准化、计量和商品检验局(ASMW)在其发布的标准TGL43212/243212/4中给出了大量的硬度换算结果,本标准附录C、附录D和附录E是以此标准为基础进行修订的。本标准附录E中的硬度换算数据是经ASMW确定,在物理技术研究所的研究报告中发表的,这些数据没有做为TGL标准,
上述TGL标准中的硬度换算值是根据统计上可靠的硬度试验和拉伸试验得出的。硬度试验是在前ASMW的标准机上对不同热处理状态下的光平行平面试样进行的。用于试验的拉伸试验机其力引伸计测量系统在试验前经过了校准,拉伸试验方法按ISO6892-1的规定执行,校准方法按ISO7500-1和ISO9513的规定执行附录G中包含的两个工具钢硬度换算值是在德国冶金工程师协会(VDEh)的协助下于2007年获得的。
使用本标准时,应注意第2章包含的警告。-iKAoNKAca
1范围
GB/T33362--2016/IS018265.2013金属材料
硬度值的换算
本标准规定了硬度值之间以及硬度值与抗拉强度估算值之间的换算原则,给出了换算表的使用通则。
本标准附录A至附录G中的换算表适用于:非合金钢、低合金钢和铸钢:
调质钢:
一冷加工钢:
高速钢;
硬质合金;
有色金属及合金:
工具钢。
注1:附录B至附录G的换算表是依据回归分析得到的经验结果,附录A的换算表因尚无足够的测量结果而无法微类似的分析,
注2,附录H给出的信息是关于改变标准规定的测试硬度程序所产生的影响,使用本标准得到的换算值仅能应用于特定的被测材料,对于其他材料仅为参考。在任何情况下,换算值不能替代选用正确的试验方法测得的硬度值,与硬度值之间的换算相比,通过本标准的换算值来估算抗拉强度值的可靠程度是最低的。2换算原理
硬度试验是一种在较短时间内对试样仅做有限的轻微损坏来确定材料力学性能的试验方法。在实践中,当拉伸试验过于耗时复杂或被测件不允许被破坏时,人们通常愿意用该材料的硬度试验结果估算出其抗拉强度。
由于材料应力的影响,硬度试验和拉伸试验之间存在差异,因此难以用一种模型在两个参数之间建立可靠的函数关系。但是,硬度值与抗拉强度值是正相关的,因此,在有限的适用范围内,确立二者关系的经验参数是可能的,
通常有必要将一个给出的硬度值与另一个不同试验方法测得的值进行对比,尤其是当试验受到特殊试样、涂层厚度、试样尺寸、试样表面质量或可用硬度计类型的限制只允许使用某一种硬度试验方法的情况,这种换算的方法才可以被使用。硬度值与抗拉强度值之间的换算使得用硬度试验代替抗拉强度试验成为可能,但是必须注意,这种转换是最不可靠的。同样,也可通过不同硬度标尺之间的换算,用期望的试验获得的值代替另一种硬度值。
有时某个换算关系是基于个例得出的,以此获得材料硬度以外的其他特性,这个待性通常是一个恰当的抗拉强度估算值。在绘制硬度与硬度之间特定换算关系的情况下,宜满足以下条件:仅在内部使用的硬度试验方法,并且获得的结果不能与其他方法的结果相比较,或者试验过程的细节足够严谨,使得可以在另一个实验室或在其他时间再现这一试验结果;一所使用的换算表在试验材料上进行了大量的试验并使用了不同的标尺;-riiKAoNiiKAca
GB/T33362—2016/ISO18265:2013一对于换算得到的硬度值,应明确注明其原始测试值是采用何种试验方法得来的然而,本标准中的换算值仅供参考。根据正确的硬度(拉伸)标准试验方法测得的试验结果应始终优先于从本标准换算表得到的硬度(强度)值,同样的,通过换算得到的数值不应作为投诉或满足验收要求的依据。
警告:实践表明,试图在原始数据和转换数值之间建立一种可靠关系而对材料的特性不加考虑通常是不可能的,如图1和图2所示。所以使用本标准的用户应确保满足换算的所有条件(见参考文献[2和[3]]。
说明:
硬度HV30:
抗拉强度R,单位为兆帕(MPa);未处理,软退火和正火:
调质。
图1不同热处理状态下调质钢的HV30/R,转换曲线2
-iKAoNlKAca
说明:
硬度HV30:
抗拉强度R.,单位为兆帕届强比为0.60~069
届强比为0.70~0.79正火:
属强比为0.70~0.79热处理:
届强比为0.80~0.89;
属强比为0.90~0.99.
GB/T33362-2016/IS018265:2013x
图2不同届强比的调质钢平均HV30/R,转换曲线3换算表的应用
3.1概述
不同硬度值之间的换算或硬度值与抗拉强度值之间的换算具有不确定性,应予以考虑,大量研究表明,无论试验进行得如何细致,用不同方法得到的硬度值之间都难以建立一种普遍适用的换算关系,这是因为材料上压痕的形成过程与它的弹性变形及塑性变形之间存在复杂的关系。因此,在被测试材料与用于建立转换关系的材料之间,其弹性性能越接近,建立的转换关系的等效性就越好。同样,产生压痕过程的相似性越好(即:力作用于压痕的过程及试验参数的差异最小),转换关系的等效性就越好。因此硬度值与抗拉强度值的换算可靠性最差。注:在许多情况下,屈服强度或规定塑性延伸强度给出了材料弹性性能的信息。应选用最佳试验方法进行硬度试验。3
-riiKAoNiKAca
GB/T33362—2016/ISO18265:2013应注意,每次硬度的测试结果仅适用于当次测试的压痕范围,例如:随着与表面距离的增大,布氏和维氏硬度的测试值以及抗拉强度值都会因材料在该区域延伸率的变化面偏离换算值,不同几何尺寸的压痕受到的影响不同,因此,即使是同一试样从一种硬度标尺换算成另外一种硬度标尺其结果也是不一致的。
只有当不能使用规定的试验方法时,才可以对硬度值进行换算,例如:没有适当的硬度计可用,或无法获得要求的试样。图3和图4有助于选择合适的试验方法nt
说明:
2HB10D
维氏硬度HV30;
咨氏硬度;
布氏硬度:
有色金属的硬度范围;
钢的硬度范围;
硬质合金的硬度范围;
用钢球测定的布氏硬度值(HBS):e
用硬质合金球测定的布氏硬度值(HBW),ZHR30D
注,图3只用于选择某一试验方法,不用于换算。符号“HB5D\对应ISO6506-1的力-直径比,图3不同硬度标尺与维氏标尺的对比12
-TKAONiKAca
说明,
布氏硬度HB或维氏硬度HV:
按不同标尺得出的落氏硬度:
压痕深度,单位为微米(μm):HB10/1000:
HB10/500和HB5/250;
HB5/125和HB2.5/62.5
HB2.5/62.5.
HB5/750
HB2.5/187.
GB/T33362-2016/IS018265:2013HRBHRF
HRA/HRC
HRN/HRT
图4不同硬度试验方法下压痕深度与硬度的关系100
用换算表得到的参数,不能用做评判是否符合规范或合同的证据,除非有关各方达成一致协议。当硬度值或抗拉强度值采用本标准换算表确定时,应加以说明,同时应说明所用的原始硬度试验方法(ISO6506-1、ISO6507-1或ISO6508-1)。应用从至少三个硬度值中求出的平均值作为换算的原始值。为了保证有可接受的测量精度,试样表面应足够光滑,光滑程度取决于选择的硬度试验方法、试验力和合适的试样表面加工方式,例如:从机加工(适用于宏观硬度)到抛光(适用于小试验力和显微硬度)。
本换算表中换算值的不确定度包括用回归分析法得到的硬度换算曲线的置信区间和硬度或抗拉强度原始测试值的不确定度。回归函数的置信区间是一个不受用户影响的参数,是依据硬度函数计算得到的。
原始测试值的不确定度受下列因素影响:硬度计的重复性、试样的表面质量、试样硬度的均勾性,以及用于测定硬度的压痕数量,即取决于获取原始测试值的试验条件。本标准列出了不同标尺的硬度值,有些也列出了相应的抗拉强度,可以通过这些表格按照不同类型的材料进行硬度换算。5
-KAoNKAca
GB/T33362--2016/IS018265.2013如果仅用换算表进行硬度对比不做实际的硬度测试,则换算值的不确定度将减小至硬度换算曲线的置信区间,这时用哪一个数值作为原始值哪一个作为换算值都不重要。供需双方可商定可接受的换算值及允许的偏差范围。这种情况下,应测量五点取平均值作为原始测试值。
3.2换算值
3.2.1误差的界限
根据实际测试条件,可从附录A附录G的表中查到测试值/换算值数对(例如HV/HRC、HRC/HV、HRA/HRN、HB/R,)。在本节中提出了选择一种硬度试验方法需注意的基本原则。以下示例说明带有误差的硬度值在使用表C.2进行硬度换算时的情形:给定的硬度值:(300士30)HV
所期望的标尺:HRC
从表中得到的换算值:270HV会26.9HRC300HV≤31.0HRC
330HVA34.6HRC
由于HV值和HRC值之间存在的非线性关系,对300HV公称值而言,名义值300HV换算为HRC后已经不再是公差上下限的平均值(如图5)。做这种估算时,可不计硬度换算曲线的置信区间。Y
说明:
XHV30,
图5硬度换算时公称值的偏移
3.2.2不确定度
换算结果的不确定度应取自这些换算表的不确定度图表,对于不同类别材料如附录B至附录E的图所示。
附录中给出的曲线族代表的不确定度U为硬度值的函数Hk不同重复性限r的95%的概率水平(Hk为五个测量值经修正的算术平均值)。此曲线图中可以在相邻的曲线之间进行插值。3.4.2是基于对不同的硬度试验方法给出了以五次测量进行计算的重复性限「。不确定度曲线只考虑测量值的随机误差对换算值的影响。并没有考虑所用试验机的系统误差,即使根据本标准,这些系统误差是在试验机规定范围之内,还是会引起换算结果的重大误差,如3.4中所6
GB/T33362—2016/IS018265:2013述。因此,至少要在有关标准规定的时间间隔,用标准硬度块校验硬度试验机。这时测定的系统误差应通过对实测平均硬度值的修正来加以补偿。对于洛氏硬度值,情况尤为如此。图6根据以下示例给出了一个换算硬度值(虚线)的不确定度U的确定方法:示例:
实测修正后的平均硬度,Hk
按附录C换算的硬度值
计算重复性限,
换算硬度值的不确定度,U
说明:
X——HV30硬度平均值Hk
Y—HRC的不确定度U.
硬度值换算时不确定度的确定示例图6
3.3换算结果的标记
换算结果的标记应能清楚地表明测定初始硬度值的方法以及使用的本标准相关附录或换算表。示例1:
GB/T33362-50.5HRC-B,2-HV
标准号
换算的硬度值
所用的换算表
所用的初始硬度试验方法
示例2:如果约定必须指明换算值的不确定度,则换算结果标记也应包括不确定度,如下所示;GB/T33362-(60.2±1.0)HRC-C.2-HV30标准号
换算的硬度值,注有不确定度
所用的换算表
所用的初始硬度试验方法
GB/T33362—2016/ISO18265:2013示例3,换算感抗按强度值应表示如下:GB/T33362-415MPa-A.1-HB
标准号
换算的抗拉强度值
所用的换算表
所用的初始硬度试验方法
3.4换算表的应用说明
3.4.1硬度试验方法的选择
3.4.1.1图3对有色金属、硬质合金和选定钢的硬度标尺作了对比,给出了每种标尺与维氏标尺的关系,并且通过与洛氏和布氏标尺(纵坐标)的比较,说明每种方法夏盖的硬度范围,此图示目的仅在于帮助用户选择试验方法,不用于硬度换算。3.4.1.2图4给出了不同的硬度试验方法下压痕深度与硬度的关系,这些曲线有助于按试样或表面硬化层的厚度选择硬度试验方法。3.4.1.3选择硬度试验方法的另一个判断依据是换算结果的不确定度,它对测定数值/换算值的不同数对是截然不同的。因此还需用本标准对有关材料规定的不确定曲线来判断,哪一种硬度试验方法组合能最恰当地用于有关目的。
3.4.2重复性限r的计算
对不同的硬度试验方法,按式(1)~式(3)所示,计算以百分数表示的重复性限rHRB和HRF试验:
式中:
H-Hm×100
H,H—一最大和最小实测硬度值:R
实测硬度值的平均值。
HRC.HRA、HRD.HRN和HRT试验:
H,H最大和最小实测硬度值:
实测硬度值的平均值。
HV、维氏显微硬度和HB试验:
式中:
dmx,d.—一维氏硬度试验最大和最小压痕对角线或布氏硬度试验最大和最小压痕直径;awww.bzxz.net
维氏硬度试验对角线平均长度或布氏硬度试验平均压痕直径。3.4.3、系统偏差的影响
可用下列实例来说明平均硬度值系统偏差对换算值的影响:(1)
·(3)
例:根据表E.2.87.8HRA的硬度值相当于1180HV50的硬度换算值。在此硬度范围内硬度计的8
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