Page 37 - 理化检验-物理分册2021年第七期
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张 洁, 等: DP780 高强钢电阻焊接头维氏硬度测量不确定度评定

            后卸载, 通过用测试力除以压痕的面积计算得到该处
                                                              2  建立数学模型
            的维氏硬度 。该检测过程涉及到测量与计算, 目前
                      [ 5 ]
            对于 DP780高强钢电阻焊接头维氏硬度试验测量不确                             经过科学分析, 维氏硬度测量不确定度主要包
            定度评定工作的研究较少, 而对维氏硬度测量进行不                           括以下几种不确定度分量, 两压痕对角线长度算数
                                                                                                  (
            确定度评定工作可验证试验数据的科学性。                                平均值d 的测量误差不确定度分量u 1 d ); 压痕测
                 笔者利用型号为 430SVD 的数显显微硬度计通                      量装置允许误差不确定度分量 u 2 d ); 硬度计加载
                                                                                             (
            过直接评定法分别在 DP780 高强钢电阻焊接头的                          装置 不 确 定 度 分 量 U E   ; 数 值 修 约 不 确 定 度 分 量
            母材、 热影响区及焊缝区各选择一个压痕进行维氏                               。其中两压痕对角线长度算数平均值 d 的测量
                                                              U rou
            硬度测量和不确定度评定, 详细地介绍了评定步骤,                           误差不确定度分量用 A 类方法评定, 其他不确定度
            分析了维氏硬度测量不确定度的影响因素, 验证了                            分量用 B 类方法评定。

            试验室的检测水平, 为维氏硬度的测量不确定度评                                依据标准 GB / T4340.1-2009 构建的维氏硬
            定工作提供参考。                                           度数学模型为

                                                                                    0.1891F
            1  维氏硬度试验方法                                                        H V =                      ( 1 )
                                                                                       d 2

                 试验 采 用 430SVD 型 数 显 显 微 硬 度 计, 以              式中: H V  为维氏硬度; F 为试验力; d 为压痕直径
            DP780 高 强 钢 的 电 阻 焊 接 头 作 为 试 验 材 料, 按 照           的算数平均值。

            GB / T4340.1-2009 《 金属材料 维氏硬度试验 第 1
                                                              3  测量不确定度评定
            部分: 试验方法》 的规定, 维氏硬度试验应在 10~

            35 ℃ 下进行    [ 6 ] , 该组试验在 20 ℃ ( 环境温度) 下进         3.1  母材维氏硬度测量不确定度评定


            行, 试验力为9.8N , 压力保持时间设定为10s , 为获                   3.1.1  分量的不确定度评定
            得科学可靠的数据, 该组试验选用人工聚焦、 人工测                              试验室 3 个检测人员分别对 DP780 高强钢接
            量模式, 由试验室 3 个检测人员分别对 DP780 高强                      头母材的同一压痕各进行 3 次测量, 结果如表 1 所
            钢的电阻焊接头母材、 热影响区及焊缝区压痕分别                            示, 表中: d 1  为压痕直径 1 的测量结果; d 2         的为压
            进行 3 次测量, 然后通过直接评定法对该维氏硬度                          痕直径 2 的测量结果。此次压痕对角线长度测量偏

            试验进行测量不确定度评定。                                      差较小, 数据全部可以使用。
                                          表 1  不同检测人员测得的母材压痕对角线长度结果

                               Tab 1 Resultsofindentationdia g onallen g thinbasemetalmeasuredb ydifferenttesters  mm
                                 A 检测员                        B 检测员                        C 检测员
                项目
                                             d                            d                            d
                          d 1      d 2                 d 1      d 2                d 1       d 2

               第 1 次    0.0755    0.0764   0.0760    0.0754   0.0773    0.0764    0.0757   0.0766    0.0762









               第 2 次    0.0760    0.0766   0.0763    0.0759   0.0771    0.0765    0.0770   0.0758    0.0764














               第 3 次    0.0762    0.0770   0.0766    0.0761   0.0768    0.0764    0.0769   0.0772    0.0770




               ( 1 )两压痕对角线长度算数平均值d 的测量误                            ( 2 )压痕测量装置引入的不确定度u 2 d )

                                                                                                     (
                                (
            差引入的不确定度u 1 d )                                        该试验采用 430SVD 型数显显微硬度计, 其压

                 两压痕对角线长度算数平均值 d 的测量误差                         痕测量装置经国家鉴定部门鉴定符合 GB / T4340.2


            不确定度分量u 1 d ) 根据贝塞尔公式              [ 7 ] 计算, 可得    -2012 《 金属材料 维氏硬度试验 第 2 部分: 硬度计
                            (
                                                               的检验与校准》 的要求, 压痕测量装置允许误差所引
                           n
                                    
                                     2
                          ∑  ( d i -d )                        起的不确定度分量u 2 d ) 用 B 类方法评定, 允许误
                                                                                  (

                          i =1
            u 1 d  = S=                = 0.00028mm , 其中:       差服从均匀分布, u 2 d ) a / 3 , 其中a 为允许误差

                             n-1                                                 (  =
                                                                         d= 0.0764mm >0.0400mm , 所以由
                                d
            d i  为第 i 次测量结果;    为n 次测量d i       的算数平均          的半宽。因   

                      n                                        表 2 得u 2 d ) 0.577% d = 0.000441mm 。
                                                                                      
                                                                        (
                   1                                                       =
            值,        ∑ d i = 0.0764mm 。
               d =
                                                                              (
                                                                     (
                   n i =1                                         u 1 d ) 和u 2 d ) 分量不相关, 故两压痕对角线
                 该组试验n=9 , 自由度γ=n-1=8 。                        长度d 1  和d 2  的算数平均值d 测量误差的标准不确
                                                                                                         2 1
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