Page 19 - 理化检验-物理分册2024年第十期
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侯晓东：ISO 4545-1:2023和ISO 6507-1:2023标准的修订过程及技术改进


              些标准的使用，因此需要ISO指定联络官在不同的                           术问题，但该次修订工作不能对正文内容展开全面
              技术委员会之间沟通协调，但往往效率比较低；其                            修改，只能做好记录并在以后的修订中进行改进。
              次，标准使用人员不仅需要购买相关领域内的标准，                           3  ISO 4545-1:2023 和 ISO6507-1:2023 的
              而且需要购买和熟悉维氏硬度和努氏硬度标准才能
                                                                主要技术改进
              开展工作。针对这些问题，一个比较好的解决方法
                                                                    （1）修订后的ISO 4545-1:2023 增加了一个新
              就是合并一些ISO标准，把一些针对应用场景或产
              品的标准做成规范性目录，合并到维氏硬度和努氏                            的规范性附录“Annex F：Determining the Knoop
              硬度标准里，这样既有利于标准的统一修订，又可以                           hardness of metallic and other inorganic coatings”，修
              让使用人员购买一份标准就能解决问题。                                订后的ISO 6507-1:2023 增加了一个新的规范性附
                  ISO 4545-1:2017 和 ISO 6507-1:2018 的 修 订       录”Annex H: Determining the Vickers hardness of
              就是在这样的背景下开展的，修订的主要目的是                             metallic and other inorganic coatings“， 这两个新增加
              将ISO 4516:2002《金属和其他无机覆盖层-维氏                      的附录包括覆盖层试样、试验程序和试验报告3个主
              和努氏显微硬度检验》作为一个规范性附录整合到                            要部分，为开展金属和其他无机覆盖层的努氏硬度
              ISO 4545-1和ISO 6507-1这两个硬度标准里面，并                  和维氏硬度试验提供了相关技术规范，取代了ISO
              用新修订的努氏硬度和维氏硬度试验方法标准替                             4516:2002。
                                                                     对于覆盖层的硬度试验，一般会选取较小的试
              代原ISO 4516 标 准。ISO 4516 原本是由ISO/TC
              107“金属及其他无机覆盖层”技术委员会负责的，                          验力，因此对于试样表面粗糙度的要求较高：当在试
              后来这个标准被移交给ISO/TC 164/SC 3负责，这                     样表面进行测试时，建议表面粗糙度小于0.3 µm且
              也使得”硬度试验”分技术委员会可以顺利推动这                            小于最大压入深度的5%；当在试样横截面进行测试
              次修订工作。在2020年ISO/TC 164/SC 3的年会上，                  时，应对试样进行镶嵌和抛光。一般来说，合适的抛
              成立了“维氏硬度试验-努氏硬度试验”工作组，由                           光方法可以较好地控制表面粗糙度，但是对于试样
                                                                表面的硬度试验，一般不能抛光试样，因此在试验时
              笔者担任工作组召集人，并作为项目负责人在2021
              年10月正式启动了对ISO 4545-1:2017和ISO 6507-               需要特别注意选取合适的试验力和压入深度。如果
              1:2018两项国际标准的修订工作，项目周期为18个                        被测零件的几何形状不适合硬度测试，可以在使用
              月，工作组由来自美国、英国、德国、意大利、日本、                          相同生产工艺制备的替代试样上进行测试；尽管通
              韩国、俄罗斯等国家的20多名国际专家组成。标准                           过控制工艺可以得到和实际想要测试零件接近的替
              修订工作受到全球新冠疫情的影响，主要以线上会议                           代试样，但是对于一些特殊试样（如镀层），在制备过
              的形式进行，前后总共召开了6次工作组会议；尽管                           程中有诸多影响因素（如电流密度、温度、成分等），
              会议需要协调不同时区的时间，但是工作组专家积极                           在实际应用中很难获得完全等效的替代试样。
              参与讨论，对ISO 4516的内容进行了严格审核，对一                            在试验程序上，覆盖层硬度试验对环境温度和
              些已经不再适用的技术内容进行了修改和删减。工                            振动都提出了更高的要求，这也是因为试验力和压
              作组在项目正式立项以前就已经开始了前期的准备                            痕都较小，需要更好地控制环境因素对试验结果的
              工作，两项国际标准的修订同时进行，工作效率很高。                          影响。覆盖层硬度试验需要尽量避免基体对试验结
              在2021年10月项目立项后，很快就形成了委员会草                         果的影响，因此标准也对压痕的位置、方向和间距等
              案，2022年5月形成了国际标准草案，2023年1月国                       给出了具体的技术要求。在试验力加载过程中，脆
              际标准草案通过了技术委员会投票，正式进入到最                            性材料可能产生裂纹，导致不能获得有效硬度；一般
              终国际标准草案阶段，并于2023年10月正式出版发                         来说，减小试验力会降低裂纹产生的概率，但是小试
              行。ISO 4545-1:2023 和ISO 6507-1:2023 这两项国           验力对应更小的压入深度，这也意味着表面粗糙度
              际标准发布以后，原来的ISO 4516:2002已废止。需                     和其他试验影响因素会导致准确度降低，甚至无法
              要说明的是，该次修订项目的工作内容被严格限制                            满足试验要求。在硬度试验中，试样材料对于试验
              在针对ISO 4516的整合，增加了关于金属及其他无                        结果的影响是显而易见的，即使同样大小的压痕在
              机覆盖层的规范性附录，对原标准中的范围进行了                            不同材料上对应的塑性形变区域尺寸也不一样，而
              扩展，并在正文中相关位置对新增加的附录进行了                            且有一些覆盖层还会有过渡结构，因此对于材料组
              引用。尽管工作组在讨论中也发现了一些其他的技                            织结构和变形机制的深入理解会帮助更好地设计硬
                                                                                                            3
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