TCVN256-3:2006

Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 256-3:2006 về Vật liệu kim loại – Thử độ cứng Brinell- Phần 3: Hiệu chuẩn tấm chuẩn do Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 256-3:2006 VẬT LIỆU KIM LOẠI - THỬ ĐỘ CỨNG BRINELL - PHẦN 3: HIỆU CHUẨN TẤM CHUẨN Metallic materials - Brinell hardness test - Part 3: Calibration of re f erence blocles 1. Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn này quy định phương pháp hiệu chu ẩn các tấm chuẩn sử dụng cho việc kiểm định gián ti ếp máy thử độ cứng như được mô tả trong TCVN 256-2 (ISO 6506-2) 2. Tiêu chuẩn viện dẫn Các tài liệu viện dẫn dưới đây là rất cần thiết đối với việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với tài liệu có năm ban hành, sử dụng tài liệu được nêu. Đối với tài liệu không có năm ban hành, áp dụng phiên bản mới nhất kể cả các sửa đổi. TCVN 256-1: 2006 (ISO 6506-1: 2005) Vật liệu kim loại - Thử độ cứng Brinell - Phần 1: Phương pháp thử. TCVN 256-2: 2006 (ISO 6506-2:2005) Vật liệu kim loại - Thử độ cứng Brinell - Phần 2: Kiểm định … hiệu chuẩn máy thử. ISO 376 Metallic materials - Calibration of force-proving instruments used for verification of uniaxial Testing machines (Vật liệu kim loại - Hiệu chuẩn các dụng cụ thử lực dùng để kiểm định máy thử m trục) ISO 4287 Geometrica l product speci f ication s (GPS) - Surface texture: Profile method - Term definitions and surface texture parameters (Yêu cầu kỹ thuật sản phẩm dạng hình học (GPS) - Kết cấu bề mặt: Phương pháp profin - Thuật ngữ, định nghĩa và thông số kết cấu bề mặt) 3. Chế tạo tấm chuẩn 3. 1 Tấm chu ẩ n độ cứng phải được chế tạo đ ặc biệt. CHÚ TH Í CH: Phương pháp chế tạo phải tạo n ê n sự đồng nhất, sự ổn định của tổ chức và sự đồng đều của độ cứng bề mặt 3.2. Tấm kim loại được hiệu chuẩn ph ả i có chi ề u dày không nh ỏ hơn: - 16 mm đối với bi thử 10 mm ; - 12 mm đối với bi thử 5 mm; - 6 mm đối với bi thử nh ỏ h ơ n. CHÚ THÍCH: Có thể sử dụng chi ề u dày 12 mm cho bi thử 10 mm nếu độ cứng của tấm chuẩn lớn hơn 150 HBW. 3.3. Tấm chuẩn không được nhiễm từ. Nếu tấm chuẩn bằng thép, người chế tạo phải đảm b ả o chắc chắn là đã được khử từ ở cuối quá trình chế tạo. 3.4. Đ ộ ph ẳ ng của hai bề m ặ t và độ song song của tấm chuẩn phải phù hợp với Bảng 1. Bảng 1 - Các yêu c ầ u đ ối với tấm chuẩn Đường k í nh bi thử Dung sai độ phẳng của b ề mặt Dung sai độ song song Độ nh á m b ề m ặ t cho phép Ra a mm mm mm m m Tr ê n khoảng đo 50 mm Bề mặt thử B ề m ặ t đáy 10 0 , 040 0 , 050 0 , 3 0 , 8 5 0,030 0 , 040 0 , 2 0,8 5 0,020 0,030 0,1 0 , 8 a Chi ề u dài đo: l = 0 , 8 mm (xem ISO 4287) 3.5. Bề mặt thử không được có vết xước có th ể làm ảnh hưởng đến việc đo vết lõm (xem B ả ng 1). 3.6. Kh ô ng được gia công lại tấm chuẩn, chiều dày tại thời điểm hiệu chuẩn ph ả i được ghi trên tấm chuẩn đến 0,1 mm ho ặ c nhãn nh ậ n biết phải được ghi tr ê n bề mặt thử (xem 8.1.e). 4. Máy hiệu chuẩn 4.1. Để đáp ứng các y ê u cầu chung qu y định trong điều 3 của TCVN 256-2:2006 (ISO 6506-2:2005) , máy hiệu chuẩn cũng phải thỏa mãn các y ê u c ầ u bổ sung trong 4.2 đến 4.8. 4.2. Máy phải được kiểm định trực tiếp trong chu kỳ không quá 12 tháng. Kiểm định trực tiếp bao gồm: a) hiệu chuẩn lực thử; b) kiểm định mũi thử; c) hiệu chuẩn thiết bị đo; d) kiểm định chu tr ì nh thử , nếu không thể , ít nhất là th ờ i gian t ác dụng lực. 4.3. Phương tiện sử dụng đ ể kiểm định và hiệu chuẩn phải liên kết với chuẩn quốc gia. 4.4. Từng lực thử phải được đo bằng dụng cụ đo lực (cấp 0,5 ho ặc cao hơn phù hợp với IS O 376:2004 và phép đo phải th ỏa m ã n giá trị danh nghĩa trong kh oảng ± 0,1 %. 4.5. Mũi thử , phải được kiểm định và phải đạt các yêu cầu đã cho trong 4.3 của TCVN 256-2:200 6 (ISO 6506-2:2005) với bổ sung thêm dung sai đường kính của bi thử phải đạt các yêu cầu cho trong Bảng 2. Bảng 2 - Dung sai của đ ường kính bi thử khác nhau Kích thước tính bằng milimét Đường kính bi thử Dung sai 10 ± 0,003 5 ± 0,002 2,5 ± 0,001 1 ± 0,001 4.6. Thang đo của k í nh hiển vi đo phải đảm bảo đo đến 0,002 m m đối với vết lõm do b i thử đường kính 10 mm và 5 mm tạo thành và đến 0,001 mm đối với vết lõm do bi thử đường kính nhỏ hơn 5 mm tạo thành. Thang đo của kính hiển vi đo phải được kiểm định bằng các phép đo trên micromét tại ít nhất n ă m đoạ n trên từng khoản làm việc. Độ chính xác của thiết bị đo liên quan đến đường kính vết lõm theo Bảng 3. Bảng 3 - Độ chính xác của thiết bị đo Kích thước tính bằng milimét Đường kính vết lõm Độ chính xác d <> ± 0,0005 1 ≤ d <> ± 0,0010 d ³ 2,5 ± 0,0020 4.7. Chu trình thử phải phù hợp với chu tr ì nh thử trong TCVN 256-1:2006 (ISO 6506-1:2005) và phải được điều chỉnh với độ không đảm b ả o đo nhỏ hơn ± 0,5 s. 4.8. Tính chất c ủ a bi thử hợp kim cứng theo quy định trong 4.3.4.2 của TCVN 256- 2: 200 6 (ISO 6506-2:2005). 5. Quy trình hiệu chuẩn Tấm chuẩn phải được hiệu chuẩn trên máy hiệu chuẩn như mô t ả trong đi ề u 4, ở nhiệt độ (23 ± 5) theo qu y định chung được mô tả trong TCVN 256-1:2006 (ISO 6506-1:2005). Trong khi hiệu chuẩn, sai lệch nhiệt độ không được vượt quá 1 ° C Thời gian từ khi b ắ t đầu tác dụng lực đến khi đạt được đ ủ lực thử không được nhỏ hơn 6 s hoặc lớn h ơn 8 s. Thời gian giữ lực thử từ 10 s đến 15 s. Cơ cấu đi ề u khiển việc đặt lực phải đảm bảo vận tốc c ủ a bi thử khi chạm vào t ấ m chu ẩ n không đ ược lớn hơn 1 mm/s. 6. Số vết lõm Trên từng tấm chuẩn, năm vết lõm phải được phân bố đ ồ ng đều tr ê n toàn bộ bề mặt thử. Để làm giảm độ không đ ả m b ả o đo, nên tạo ra nhi ề u h ơ n năm vết lõm. 7. Độ đồng đều của độ cứng 7.1. Coi d 1 , d 2 , d 3 , d 4 , d 5 là giá trị trung bình của đường k í nh đo được của các vết lõm đ ượ c sắp x ếp theo thứ tự tăng dần. Độ không đ ồ ng đều của tấm chuẩn trong điều kiện hiệu chuẩn đặc biệt được đặc tr ư ng bằng U = d 5 - d 1 (1) và đ ược thể hiện bằng ph ầ n trăm của U rel = 100 x d 5 - d 1 (2) Trong đó: = d 1 + d 2 + d 3 + d 4 + d 5 5 (3) 7.2. Giá trị độ không đồng đều cho phép lớn nhất của tấm chuẩn theo qu y định trong Bảng 4. Bảng 4 - Giá tr ị độ không đ ồ ng đ ề u cho ph é p l ớ n nhất Giá trị đ ộ không đ ồ ng đ ề u cho phép l ớ n nhất, U rel mm % 0,5 2 , 0 0,5 ≤ ≤ 1 1 , 5 > 1 1 , 0 CH Ú THÍCH: Đ ố i với độ cứng nh ỏ h ơ n 200 HBW gi á tr ị độ không đ ồ ng đề u cho phép l ớ n nhất c ó thể là 2 % c ủ a 7.3. Cách xác định độ không đảm b ả o đo c ủ a tấm chuẩn độ cứng được cho trong Phụ lục A. 8. Ghi nhãn 8.1. Từng tấm chuẩn phải được ghi nh ã n như sau: a) gi á trị trung b ì nh số học của độ cứng đo được khi thử theo tiêu chuẩn, ví dụ: 348 HBW 5/750; b) tên ho ặ c nh ã n của người cung cấp hoặc người chế tạo ; c) số l ô chế tạo; d) tên hoặc nhãn của cơ quan hiệu chuẩn; e) chiều d ầ y của tấm chuẩn hoặc mác ph â n biệt trên bề mặt thử (xem 3.6); f) n ă m hiệu chuẩn, nếu không được ghi tr ê n s ố lô chế tạo. 8.2. Nhãn ghi ở m ặ t bên của tấm chuẩn phải th ẳ ng đứng hướng về bề m ặ t thử là m ặ t trên. 8.3. Mỗi tấm chuẩn thành phẩm phải kèm theo tài liệu với ít nhất các thông tin sau: a) s ố hiệu tiêu chuẩn này ; b) ký hiệu để nh ậ n biết tấm chuẩn ; c) thời gian hiệu chuẩn; d) trung bình s ố học giá trị độ cứng hoặc giá trị đặc trưng cho tính đ ồ ng nhất của tấm chu ẩn (xem 7.1) e) thông tin về vị tr í của vết lõm chuẩn và hướng đo đường kính của chúng, cùng với đường kính tru ng b ì nh đo được. 9. Hiệu lực Tấm chuẩn độ cứng ch ỉ có hiệu lực đối với thang đo mà nó được hiệu chuẩn. Hiệu lực hiệu chuẩn có giá trị trong năm năm. C ần quan t â m đến thực tế là đ ố i với hợp kim đ ồ ng và nhôm, hiệu lực hiệu chuẩn đ ược rút ng ắ n hai - ba năm. Phụ lục A (tham khảo) Độ không đảm bảo của giá trị độ cứng trung bình của tấm chuẩn độ cứng Sơ đ ồ dẫn xuất chuẩn đo lường cần để xác định và ph â n chia các thang độ cứng theo H ì nh C.1 tron g TCVN 256-1:2006 (ISO 6506-1:2005). A.1 . Kiểm định trực tiếp máy hiệu chuẩn độ cứng A.1.1 . Hiệu chuẩn lực thử Xem TCVN 256 -2 :2006 (ISO 6506-2:2005), Phụ lục A A.1.2 . Hiệu chuẩn dụng cụ đo quang học Xem TCVN 256 -2 :2006 (ISO 6506-2:2005). Phụ lục A A.1.3 . Kiểm định mũi thử Xem TCVN 256 -2 :2006 (ISO 6506-2:2005). Phụ lục A A.1.4 . Kiểm định chu tr ì nh thử Xem TCVN 256 -2 :2006 (ISO 6506-2:2005). Phụ lục A A.2 . Hiệu chuẩn gián tiếp máy hiệu chuẩn độ cứng CHÚ THÍCH: Trong phụ lục n à y, chỉ số CRM (M ẫ u chuẩn được chứng nhận) có nghĩa là , theo định nghĩa của tiê u chuẩn th ử độ cứng là "Tấm chuẩn độ cứng" . Bằng cách kiểm định gián tiếp với tấm chuẩn đ ầ u về độ cứng toàn bộ chức n ă ng của máy hiệu chuẩ n độ cứng được kiểm tra và xác định được độ l ặ p lại như là sai số của máy hiệu chuẩn độ cứng so với gi á trị độ cứng thực. Độ không đ ả m bảo đo hiệu chuẩn gián tiếp của máy hiệu chuẩn độ cứng tính theo công thức u CM = (A.1) Trong đó: u CRM-P là độ không đ ả m bảo hiệu chuẩn của tấm chuẩn đ ầ u về độ cứng theo chứng ch ỉ hiệu chuẩn đối với k = 1; u xCRM-1 là độ l ặ p lại của máy hiệu chuẩn độ cứng; u CRM-D là sự thay đổi độ cứng của tấm chuẩn đ ầ u về độ cứng so với l ầ n hiệu chuẩn gần nhất; u ms là độ không đảm đo chuẩn ứng với độ phân giải của dụng cụ đo quang học. VÍ DỤ: Tấm chuẩn độ cứng sơ cấp (591 , 7 ± 3,6) HBW 2 , 5/ 187 , 5 Độ kh ô ng đảm đo của t ấ m chuẩn độ c ứ ng sơ cấp u CMR - 1 = ± 1,8 HBW 2.5/ 1 87,5 Sai lệch theo thời gian của tấm chuẩn độ cứng sơ cấp u CMR - D = 0 Đ ộ phân giải của dụng cụ đo ms = 0,1 mm B ả ng A.1 - Kết quả kiểm đ ịnh gián tiếp Số vết lõm Đường kính vết l õ m đo đượ c, d Giá trị độ cứng t í nh toán , mm HBW 1 0 , 6305 max 591 , 4 min 2 0 , 6300 592 , 3 3 0 , 629 5 min 593 , 3 max 4 0,6297 592,9 5 0,6295 593,3 Giá trị trung bình 0,6298 592,6 Sai số tiêu chuẩn S x C RM - 1 0,00042 0,81 HBW: Độ c ứ ng Brinell U CRM - 1 = t.s xCRM - 1 = 0,41 (A.2) (t = 1.14 khi n = 5 Bảng A.2 - Thành phần của độ không đảm bảo đo Đại lượng Giá tr ị qu y định Độ không đả m b ả o đ o tiêu chuẩn Ki ể u phân b ố Hộ số độ nhạy Ngu ồ n cung cấp độ không đ ảm đ o , u 1 (H) X 1 x 1 u(x i ) c 1 HBW U CRM - 1 591,7 HBW 1,8 HBW Thông thường 1 , 0 1,80 u xCRM - 1 0 HBW 0 , 41 HBW Thông thường 1 , 0 0 , 41 u ms 0 , 1 0 , 2 Hình chữ nhật -1909,2 H B W/mm a -0,06 u CRM- D 0 HBW 0 HBW Hình tam giác 1 , 0 0 Độ kh ô ng đảm bảo độ t ổng h ợ p u CM 1 , 85 HBW : Độ cứng Brinell a Độ nhạy t í nh theo H = - H . D + d d khi H = 591,7 HBW, D = 2,5 mm, d = 0,6300 mm (A.3) A 3 Độ k hông đảm bảo đo của tấm chuẩn độ cứng Đ ộ không đ ả m bảo đo của tấm chuẩn độ cứng t í nh theo công thức: u CRM = (A. 4 ) Trong đó: u CRM là độ không đảm bảo hiệu chuẩn của tấm chuẩn độ cứng ; u xCRM-2 là sai số tiêu chuẩn đo sự phân bố độ cứng không đồng nhất của tấm chuẩn độ cứng; u CM xem công thức (A.1). Bảng A.3 - Xác định độ không đ ồ ng nhất của tấm chuẩn độ cứ ng S ố vết lõm Đường kính vết l õ m đo được, d G i á trị độ cứng t í nh toán, … mm HBW 1 0,6304 max 591 , 0 1 m in 2 0,6301 591,6 3 0,6294 m in 592,92 max 4 0,6296 592 , 53 5 0,6297 592,34 Giá trị trung bình 0,6298 592,08 Sai s ố tiêu chuẩn S x CMR - 2 0,00040 0,77 Độ không đ ả m bảo đo tiêu chuẩn của CMR : u xCRM-2 = t.s xCRM - 2 (A.5) khi t = 1 , 14 và n = 5: u xCRM-2 = 0,39 HBW B ả ng A.4 - Độ không đảm bảo đo của tấm chuẩn độ cứng Đ ộ cứng của t ấ m chuẩn độ cứng Độ không đ ồ ng nh ấ t của tấm chuẩn độ cứng Độ không đ ảm đo của máy hiệu chuẩn độ cứng sơ cấp Độ không đ ả m bảo hiệu chuẩn mở rộng của tấm chuẩn độ cứng H CRM u x CRM-2 u CM U CRM HBW HBW HBW HBW 592 , 64 0 , 39 1,85 3,8 với U CRM = 2 (A. 6 ) Thư mục [1] SA W LA, A. Uncertainty o f measurement in the vari fi cation and calibration of f orce-measuring systems of testing machines , Proceedings of the Asia-Pacific symposium on measurement of f orce , mass and torque (APMF) , Tsukuba, Japan, November 2000 [2] WEHR STEDT , A. and PATKOVSZK Y , I. News in the fiel d of standardization abou t ver if ication and calibration of materials testing machines, May 2001, EMPA Academy, 2001 [3] GABAUER, W, Manual of codes of practice for the determination of uncertainties in mechanical tests on metallic materials , The estimation of uncertainties in har d ness measurement , Project, No. STM4- CT97- 2165 , UNCERT COP 14: 2000 [4] POLZIN , T and SCH W ENK , D. . Method for Uncertainty Determination of Hardness Testing; PC file for Determination, Mat e rialpru f ung 44 , (2002), 3, pp. 64-71