GOST R ISO 4545-1-2015

• gost-r-iso-4545-1-2015.pdf (491.10 KiB)
  ГОСТ Р ИСО 4545-1-2015

GOST R ISO 4545−1-2015 Materiały metalowe. Oznaczanie twardości wg Кнупу. Część 1. Metoda badania

GOST R ISO 4545−1-2015

NORMA KRAJOWA FEDERACJI ROSYJSKIEJ

MATERIAŁY METALOWE

Oznaczanie twardości wg Кнупу

Część 1

Metoda badania

Metallic materials. Knoop hardness test. Part 1. Test method

OX 77.040.10
ОКСТУ 0709

Data wprowadzenia 2016−01−01

Przedmowa

1 PRZYGOTOWANY Federalnym, państwowym jednolite przedsiębiorstwo «Centralnym instytutem badawyczy czarnej metalurgii im. I.P.Бардина"

2 WPISANY komitet Techniczny dla normalizacji TC 145 «Metody kontroli wyrobów metalowych» na podstawie własnego autentycznego tłumaczenia na język polski angielskojęzycznej wersji standardu, o którym mowa w pkt 4

3 ZATWIERDZONY I WPROWADZONY W życie Rozporządzenie Federalnej agencji ds. regulacji technicznej i metrologii od 9 kwietnia 2015 r. N 248-st

4 Niniejszy standard jest identyczny z międzynarodowym standardem ISO 4545−1:2005* «Materiały metalowe. Oznaczanie twardości wg Кнупу. Część 1. Metoda badania (ISO 4545−1:2005 «Metallic materials — Knoop hardness test — Part 1: Test method»).
________________
* Dostęp do międzynarodowych i zagranicznych dokumentów, o których mowa jest tu i dalej w tekście, można uzyskać, klikając w link na stronę shop.cntd.ru. — Uwaga producenta bazy danych.


Przy stosowaniu niniejszego standardu zaleca się stosowanie zamiast odwołania międzynarodowych standardów odpowiadające im normy krajowe Federacji Rosyjskiej i międzypaństwowe standardy, informacje o nich znajdują się w dodatkowym załączniku TAK

5 WPROWADZONY PO RAZ PIERWSZY

Zasady stosowania niniejszego standardu nie jest ustawiony w GOST R 1.0−2012 (w sekcji 8). Informacja o zmianach do niniejszego standardu została opublikowana w corocznym (według stanu na 1 stycznia bieżącego roku) informacji o indeksie «Krajowe standardy», a oficjalny tekst zmian i poprawek — w comiesięcznym biuletynie indeksie «Krajowe standardy». W przypadku rewizji (wymiany) lub odwołania niniejszego standardu powiadomienie zostanie opublikowany w najbliższym wydaniu miesięcznego wskaźnika informacyjnego «Krajowe standardy». Odpowiednia informacja, powiadomienie i teksty umieszczane są także w systemie informatycznym do wspólnego użytku — na oficjalnej stronie Federalnej agencji ds. regulacji technicznej i metrologii w sieci Internet (www.gost.ru)

1 Zakres zastosowania

Niniejszy standard określa metodę oznaczania twardości metali na Кнупу pod obciążeniem od 0,09807 do 19,614 H. Metodę stosuje się do linii o przekątnej mniej 0,020 mm.

2 powołania Normatywne

W tym standardzie stosowane przepisy linki na następujące międzynarodowe standardy*:
________________
* Tabelę zgodności krajowych standardów międzynarodowych można znaleźć na stronie. — Uwaga producenta bazy danych.

ISO 4545−2:2005 Materiały metalowe. Oznaczanie twardości wg Кнупу. Część 2. Sprawdzanie i kalibracja maszyn testowych (ISO 4545−2:2005, Metallic materials — Knoop hardness test — Part 2: Verification and calibration of testing machines)

ISO 4545−3:2005 Materiały metalowe. Oznaczanie twardości wg Кнупу. Część 3. Kalibracja wzorcowych próbek (ISO 4545−3:2005, Metallic materials — Knoop hardness test — Part 3: Calibration of reference blocks)

ISO 4545−4:2005 Materiały metalowe. Oznaczanie twardości wg Кнупу. Część 4. Tabela wartości twardości (ISO 4545−4, Metallic materials — Knoop hardness test — Part 4: Table of hardness values)

3 Istotę metody

Istota metody polega na wciskania diamentowej końcówki w kształcie piramidy z narożnikami i między przeciwnymi stronami, równe 172,5° i 130°, odpowiednio, na powierzchni badanej próbki pod wpływem przyłożonego obciążenia (statystycznych,* siły) F (rysunki 1 i 2) i po jej zdjęciu pomiaru długości dłuższej przekątnej d odcisku, pozostały na powierzchni próbki.
_______________
* Tekst dokumentu jest zgodny z oryginałem. — Uwaga producenta bazy danych.


Twardość Кнупу proporcjonalna do prywatnego dzielenia obciążenia na obszar projekcji odcisku индентера, który stanowi ромбическое podstawa piramidy i ma w szczycie identyczne z индентером kąty.

Rysunek 1 — Zasada pomiaru i geometria końcówki (индентера)

Rysunek 1 — Zasada pomiaru i geometria końcówki (индентера)

Rysunek 2 — Widok odcisku

Rysunek 2 — Widok odcisku

4 Definicje i oznaczenia

4.1 Na rysunku 3 i w tabeli 1 przedstawiono podstawowe definicje i oznaczenia stosowane przy pomiarze twardości w Кнупу.

Przykład

Rysunek 3. Podstawowe definicje i oznaczenia stosowane przy pomiarze twardości w Кнупу

Rysunek 3

Tabela 1

5 Aparatura

5.1 Twardościomierze, które powinny zapewnić pewne obciążenia od 0,098 do 19,614 N zgodnie z wymaganiami ISO 4545−2.

5.2 Diamentowa końcówka w kształcie piramidy z podstawą w kształcie rombu, jak określono w ISO 4545−2.

5.3 system Pomiarowy musi spełniać ISO 4545−2. Optyczna część systemu pomiarowego musi mieć odpowiednie oświetlenie (ISO 4545−3, załącznik A).

Powiększenie układu optycznego powinno pozwolić na zwiększenie widoczna długość przekątnej ponad 25%, ale w tym samym polu widzenia mikroskopu nie powinna wzrosnąć o więcej niż 75%. System pomiarowy musi przeprowadzić pomiar długości przekątnych z dokładnością do 0,1 μm.

Uwaga — Proponowana procedura sprawdzania твердомера przez użytkownika znajdują się w załączniku A.

6 Przygotowanie do testu

6.1 Test przeprowadza się na polerowanej powierzchni, która jest gładka i równa, wolna od zgorzeliny i obcych wtrąceń i, w szczególności, całkowicie wolna od smarów, jeśli inaczej nie określono w standardzie stali. Ostatecznym wykończenie powierzchni powinna pozwolić dokładnie określić długość przekątnej odcisku.

6.2 Przygotowanie powierzchni przeprowadza się w taki sposób, aby każda zmiana twardości powierzchni kosztem nadmiernego ogrzewania lub do zimnej obróbki sprowadza się do minimum.

6.3 W związku z małej głębokości odcisku ważne jest, aby zostały podjęte specjalne środki ostrożności podczas przygotowania próbek. Zaleca się stosowanie techniki polerowania (element polerowany elektrolitycznie), dostosowany do materiału, подлежащему na próbę.

6.4 Nie jest dozwolone widoczna deformacja na tylnej powierzchni próbki.

6.5 Dla próbek o małym przekroju lub o nieregularnym kształcie, należy zapewnić pewne dodatkowe wsparcie próbki, na przykład kształt, wykonana z tworzywa sztucznego, ale przy tym należy przewidzieć, aby testowana próbka nie przemieszczał się podczas obciążenia.

7 Przeprowadzenie badań

7.1 Pomiar twardości spędzają w temperaturze (23±5)°C. Jeśli badania prowadzone przy innej temperaturze, należy to zaznaczyć w protokole badań.

7.2 Zalecane próbne obciążenia w celu przeprowadzenia badań przedstawiono w tabeli 2.

Tabela 2

7.3 Testowana próbka musi być umieszczone na sztywnej podstawie. Powierzchnia podpory musi być czyste, wolne od obcych substancji (wody, oleju, błota itp.). Testowana próbka musi leżeć na podporze w taki sposób, aby było możliwe jego przenoszenie podczas pomiaru.

7.4 Ostrość mikroskopu pomiarowego musi być umieszczony w taki sposób, aby można było obserwować powierzchnię próbki.

7.5 podczas testów końcówka (индентер) prowadzą w kontakt z powierzchnią próbki i zwiększają obciążenie w kierunku prostopadłym do powierzchni, bez uderzeń i wibracji, podczas gdy zastosowana obciążenie nie osiągnie określonej wartości.

Szybkość aplikacji wysiłki powinna być w granicach od 15 do 70 m/s.

Czas od rozpoczęcia aplikacji obciążenia, aż do osiągnięcia wartości nominalnej obciążenie nie powinno przekraczać 10 s.

7.6 Długość czasu otwarcia migawki pod obciążeniem powinna być 10−15, jeśli nie zaznaczono inaczej. Dla niektórych materiałów, aby uzyskać trwałe rezultaty przewidziane jest dłuższy czas ekspozycji pod obciążeniem, tolerancja dla długości czasu otwarcia migawki w takich przypadkach musi być ±2 s.

7.7 W ciągu całego cyklu badań twardościomierze musi być chronione przed uderzeniami i drganiami.

7.8 Minimalna odległość między granicą każdego odcisku a krawędzią próbki powinna być nie mniejsza niż утроенного wartości długości krótszej przekątnej odcisku.

7.9 Minimalna odległość między dwoma sąsiednimi odciskami, zorientowane bokami, powinno być nie mniej niż 2,5 razy więcej długości krótszej przekątnej. Odległość między dwoma sąsiednimi odciskami, zorientowane ich końcem, powinna być nie mniejsza niż długość dłuższej przekątnej. Jeśli dwa odcisku różnią się wielkością, ocenę minimalnej odległości spędzają po przekątnej większej wielkości odcisku.

7.10 Do obliczenia twardości w Кнупу używają zmierzoną długość dłuższej przekątnej. Dla wszystkich testów granicy linii powinny być wyraźnie widoczne i są zdefiniowane w polu widzenia mikroskopu.

Uwaga — Zmniejszenie testowej obciążenia powoduje wzrost rozrzutu wyników pomiaru. Jest to szczególnie ważne przejawia się przy małych obciążeniach testów na Кнупу przy pomiarze długości dłuższej przekątnej. Przy pomiarze twardości w Кнупу dokładność pomiaru długości dłuższej przekątnej zwykle nie jest lepsza niż ±0,001 mm. Zwiększenie pola widzenia mikroskopu może prowadzić do zwiększenia dokładności pomiaru więcej niż 25%, ale przy tym wzrost samego pola widzenia powinno być mniej niż 75%.

7.11 Wartość twardości w Кнуппу oblicza się ze wzoru podanego w tabeli 1, lub określają na podstawie tabel ISO 4545−4.

7.12 Jeśli zmierzone wartości długości długich przekątnych jednej połowy linii różnią się o więcej niż 10% od wartości mierzonych długości drugiej połowy linii, należy sprawdzić równoległość próbki w stosunku do płaszczyzny odniesienia, w którym jest on umieszczony. Wyniki badań z niepełnosprawnością ponad 10% nie biorą pod uwagę.

8 Ocena niepewności wyników pomiarów

Pełną ocenę niepewności wyników pomiarów należy przeprowadzić zgodnie z wymaganiami instrukcji GUM [1].

Niezależnie od źródeł wpływających na niepewność w ocenie twardości, dla jej oceny są dwie metody:

— jedna metoda (typ A) opiera się na ocenie niepewności wszystkich możliwych źródeł, które mogą wystąpić podczas prostej kalibracji obciążenia systemu pomiarowego. Procedura oceny przedstawione w [2];

— inna metoda (typ W) opiera się na ocenie niepewności przy użyciu standardowych środków twardości [w skrócie CRM (certyfikowane materiały referencyjne)] (patrz [3]-[5]). Przewodnik po aplikacji zostały opisane w załączniku V.

Jednak nie zawsze jest to możliwe tylko ilościowo ocenić wszystkie elementy niepewności z różnych źródeł. W tym przypadku ocenę niepewności standardowej typu A można wykonać za pomocą analizy statystycznej kilka linii, uzyskanych na испытуемом próbce. W przypadku, gdy standardowe niepewności otrzymane typu A i typu W, są sumowane, należy zachować ostrożność, aby nie wziąć pod uwagę składniki z różnych źródeł dwukrotnie ([1], rozdział 4).

9 raport z badań

Raport z badań powinien zawierać:

a) link na aktualny standard;

b) wszystkie informacje niezbędne do identyfikacji badanej próbki;

c) uzyskane wyniki;

d) wszystkie operacje, nie przewidzianych w niniejszym standardzie, które można traktować jako dodatkowe;

e) informacji o wszelkich okolicznościach, które mogą mieć wpływ na wyniki;

f) temperaturę, w której przeprowadzono badania, jeśli znajduje się poza zakresem określonym w punkcie 7.

Uwaga — Bezpośrednie porównanie wartości twardości możliwe tylko w przypadku takich samych wartości przyłożonego obciążenia.

Załącznik A (informacyjny). Kolejność okresowej kontroli urządzeń badawczych przez użytkownika

Załącznik A
(pomocniczy)

Sprawdzanie urządzeń badawczych (твердомера) należy przeprowadzać w ten sam dzień, kiedy to sprzęt używany. Kontrolują każdy zakres lub czasowe, w których przeprowadza się pomiar.

Sprawdzanie твердомера spędzają w zakresie twardości (dla każdego zakresu i poziomu twardości). W tym celu należy nanieść oporowe odciski na odniesienia miarę twardości, откалиброванную zgodnie z ISO 4545−3. Wynik pomiaru musi spełniać паспортному wartości w granicach nie przekraczających 0,5% i 0,4 µm. Jeżeli otrzymane wartości nie spełniają wymagań, to należy podjąć środki w celu usunięcia niezgodności.

Kontrola polega na uzyskaniu jednego odcisku na odniesienia stopniu twardości, откалиброванной zgodnie z ISO 4543−3.* Jeśli różnica między średnim i certyfikowanym wartości mieści się w granicach dopuszczalnych tolerancji podanych w ISO 4545−2 (punkt 5.8), twardościomierze gotowy do badania. W przeciwnym przypadku, należy przeprowadzić kalibrację твердомера w zakresie twardości.
_______________
* Tekst dokumentu jest zgodny z oryginałem. — Uwaga producenta bazy danych.


Uzyskane wyniki należy przymocować w ciągu określonego okresu czasu dla oceny możliwości твердомера i śledzenia dryfu jego ustawień.

Aplikacja W (odniesienia). Niepewność pomiaru wartości twardości

Aplikacja W
(pomocniczy)

V. 1 wymagania Ogólne

Metoda, wspomniany w niniejszym załączniku, do oceny niepewności wyników pomiarów, związanych z możliwościami pomiarowymi твердомеров podczas kalibracji odniesienia środków twardości (CPM). Obliczone na podstawie niniejszej metody niepewność odzwierciedla łączny efekt wszystkich źródeł niepewności, ponieważ przy takim podejściu poszczególne składniki твердомеров działają w granicach określonych tolerancji. Zalecamy wykonanie testu i kalibracji nie rzadziej niż raz w roku.

Na rysunku V. 1 przedstawiono четырехуровневая struktura metrologia łańcucha identyfikowalności w celu identyfikacji i rozpowszechniania skali twardości. Łańcuch zaczyna się od międzynarodowego poziomu, przy tym wykorzystane międzynarodowe definicje różnych skal twardości do organizacji międzynarodowych porównań. Liczba podstawowych standardowych твердомеров na poziomie krajowym określają podstawowe środki twardości do kalibracji твердомеров na laboratoryjnej poziomie. Oczywiście, że bezpośrednią kalibrację i weryfikację tych maszyn należy wykonywać z maksymalną dokładnością.

Rysunek W. 1 — Struktura metrologia łańcucha identyfikowalności w celu identyfikacji i rozpowszechniania skali twardości

Rysunek W. 1 — Struktura metrologia łańcucha identyfikowalności w celu identyfikacji i rozpowszechniania skali twardości

V. 2 Podstawowa procedura

Procedurę określania połączenie niepewności u przeprowadza się poprzez obliczenie pierwiastka kwadratowego z sumy kwadratów wskaźników, które oblicza się z różnych źródeł, wymienionych w tabeli V. 1. Rozszerzoną niepewność U określają się poprzez pomnożenieuna współczynnik pokrycia k=2. Tabela V. 1 zawiera wszystkie używane symbole i ich określenia.

V. 3 Odchylenie wskaźników твердомера

Odchylenie wskaźników твердомера (który często określany jest błędem) b otrzymują różnicy między:

— średnią wyników pomiarów pięciu linii, uzyskanych w trakcie badania твердомера dla odniesienia stopniu twardości i

— wartością przypisaną do odniesienia stopniu twardości podczas kalibracji.

Odchylenie to może być użyte w różnych przypadkach obliczenia niepewności jako poprawki do wyniku pomiaru.

V. 4 Algorytm obliczania niepewności — pomiar wartości twardości

V. 4.1 Procedura, nie uwzględniająca odchylenia wskaźnika твердомера (metoda 1)

Metoda 1 (M1) — najprostsza metoda, która korzysta z wyłączeniem błędu systematycznego твердомера.

W M1 błąd określają na podstawie dopuszczalnego błędu твердомера względem teoretycznej skali, który jest wykorzystywany do określenia źródła niepewności u. Przy tym nie określają zmiany, które należy wprowadzić.

Procedura obliczenia U szczegółowo przedstawiono w tabeli V. 1, a także w [1] i [2].

. (W. 1)

Wyniki pomiarów można przedstawić w następujący sposób

. (W. 2)

V. 4.2 Procedura, z uwzględnieniem odchylenia wskaźnika твердомера (metoda 2)

W przeciwieństwie do metody 1 (M1) metoda 2 (M2) prowadzi do mniejszej wartości niepewności. Przy ocenie metodą M2 wychodzą z założenia, że ponieważ odchylenie b(krok 10) podobno jest systematyczne, zgodnie z zaleceniami [1] należy wprowadzać zmiany w wynik pomiaru do korekty tego błędu. Następnie sugerują, że ponieważ poprawki są określone i wprowadzone w wyniku pomiaru, przy obliczaniu niepewności systematyczne odchylenia uważają równej zero. W przeciwnym razie Uwzrastają na b.

Procedura obliczania Uprzedstawiono w tabeli V. 1, a także w [4], [5].

. (W. 3)

Wynik pomiaru zostanie przedstawiony w następującej postaci:

(W. 4)

lub

. (W. 5)

W zależności od tego, czy włącza się odchylenie b jako zmiany skali твердомера, używają lub to, lub inne wyrażenie do prezentacji wyników.

V. 5 Wyrażenie wyników pomiaru

Po wyrażeniu niepewności wyników pomiaru należy określić metody jej określania. Jeśli metoda nie jest określony, to przyjmuje się, że została wykorzystana metoda 1 (krok 12, tabela B. 1).


Tabela W. 1 — Wyznaczanie niepewności rozszerzonej zgodnie z metodami M1 i M2

Aplikacja TAK (odniesienia). Informacje o zgodności odwołania międzynarodowych norm krajowych z normami Federacji Rosyjskiej (i obowiązującymi w tym jako międzypaństwowych standardów)

Aplikacja TAK
(pomocniczy)

Tabela TAK.1

Bibliografia

Elektroniczny tekst dokumentu
przygotowany s. A. «Kodeks» i sprawdzono w:
oficjalne wydanie
M.: Стандартинформ, 2015