金相顯微鏡檢測高碳鉻軸承鋼總脫碳層厚度測量不確定度評定方法

1、金相顯微鏡檢測高碳鉻軸承鋼總脫碳層厚度測量不確定度評定方法1 被測對象直徑為32的GCr15樣品。使用Axiovert 40 MAT型金相顯微鏡，放大倍率的不準(zhǔn)確性為1%。2 引用文獻(xiàn)JJF 10591999 測量不確定度評定與表示JJG 0121996 金相顯微鏡檢定規(guī)程GB/T2242008 鋼的脫碳層深度測定法3 環(huán)境條件顯微鏡在下列條件下檢定并正常工作：室溫1530；環(huán)境清潔，無震動；周圍無腐蝕性氣體；安裝在穩(wěn)固的基礎(chǔ)上，并調(diào)至水平。4 測量基準(zhǔn)采用直徑為38的GCr15樣品。5 測量過程根據(jù)高碳鉻軸承鋼標(biāo)準(zhǔn)GB/T18254-2002，脫碳層深度按GB/T224-2008鋼的脫碳層深

2、度測定法標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)。將樣品置于顯微鏡下，在100的鏡頭下觀察，選出具有代表性的5個區(qū)域，每個區(qū)域進(jìn)行5次測量，共得25個數(shù)據(jù)。按同樣的方法，進(jìn)行5人次測量。測量時(shí)，首先將測量位置清晰聚焦，然后從標(biāo)尺上讀取數(shù)據(jù)。6 評定結(jié)果的使用 在室溫條件下高碳鉻軸承鋼總脫碳層厚度測量可使用本不確定度的評定結(jié)果。7 數(shù)學(xué)模型Y=X式中：Y被測試樣的總脫碳層厚度讀出值X被測試樣的總脫碳層厚度檢測結(jié)果8 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評定8.1由樣品脫碳層本身的不均勻性及測定時(shí)的重復(fù)性所引入的不確定度分量u1（x）對選定的GCr15樣品進(jìn)行脫碳層深度的測定，選擇樣品的5個區(qū)域，共進(jìn)行了25次測定，數(shù)據(jù)見表1。表1 GCr15樣

3、品脫碳層深度測定（第一組）序號12345測定值xi/mm0.230.210.200.190.20序號678910測定值xi/mm0.230.200.220.190.23序號1112131415測定值xi/mm0.210.220.190.200.23序號1617181920測定值xi/mm0.210.220.230.210.22序號2122232425測定值xi/mm0.230.190.220.190.23標(biāo)準(zhǔn)差為： （1）為增加可靠性，在相同的測量條件下，另由4名本實(shí)驗(yàn)室人員對該樣進(jìn)行了測定，另4組測定結(jié)果見表2。表2 GCr15樣品脫碳層深度測定第2組序號12345測定值xi/mm0.230

4、.250.230.220.20序號678910測定值xi/mm0.230.250.220.220.21序號1112131415測定值xi/mm0.230.230.250.210.22序號1617181920測定值xi/mm0.230.210.210.230.25序號2122232425測定值xi/mm0.210.230.220.240.21第3組序號12345測定值xi/mm0.210.200.200.200.17序號678910測定值xi/mm0.190.180.210.200.22序號1112131415測定值xi/mm0.210.190.190.200.22序號1617181920測定值

5、xi/mm0.210.210.220.190.18序號2122232425測定值xi/mm0.210.220.200.190.20第4組序號12345測定值xi/mm0.250.230.210.240.23序號678910測定值xi/mm0.210.220.230.210.22序號1112131415測定值xi/mm0.230.200.230.210.22序號1617181920測定值xi/mm0.230.230.210.210.22序號2122232425測定值xi/mm0.230.210.230.220.21第5組序號12345測定值xi/mm0.200.210.190.210.18序號6

6、78910測定值xi/mm0.170.210.200.190.21序號1112131415測定值xi/mm0.210.180.170.200.20序號1617181920測定值xi/mm0.210.170.180.180.19序號2122232425測定值xi/mm0.190.200.190.200.19各組數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差表組數(shù)12345sj0.01530.01450.01350.01180.0135合并樣本標(biāo)準(zhǔn)差為： （2）標(biāo)準(zhǔn)差sj的標(biāo)準(zhǔn)差為： （3） （4）因?yàn)?表示測量穩(wěn)定，可直接使用sp。日常測定中，根據(jù)GB/T224-2008標(biāo)準(zhǔn)，一般取五次測定的平均值作為脫碳層厚度測定值，故由測量重

7、復(fù)性引入的測量不確定度分量為： （5）其自由度： （6）可見，自由度很大，其結(jié)果是非常可靠的。8.2 由金相顯微鏡放大倍率的不準(zhǔn)確性引入的測量不確定度分量u2（x）本測定項(xiàng)目中，所使用的Axiovert 40 MAT金相顯微鏡放大倍率為100倍，由檢定證書可知放大倍率的不準(zhǔn)確性為1%，屬于正態(tài)分布，若置信概率取95%，以上述5組數(shù)據(jù)的平均值0.2106作為測定樣品脫碳層厚度的最終結(jié)果，則由金相顯微鏡放大倍率的不準(zhǔn)確性引入的測量不確定度分量u2（x）為： （7）8.3由金相顯微鏡的分辨率引入的不確定度分量u3（x）根據(jù)Axiovert 40 MAT金相顯微鏡檢定證書可知，在100倍時(shí)數(shù)值孔徑為0.25。使用白光作為入射光，人眼通過金相顯微鏡觀察時(shí)的最小分辨率為： （8）金相顯微鏡的分辨率屬于均勻分布，所以其引入的不確定度分量u3（x）為： （9）9 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算表6 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)不確定度測量重復(fù)性0.00613mm放大倍率0.00107mm分辨率0.00352mm 輸入量彼此獨(dú)立不相關(guān)，所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度可按下式計(jì)算： （10）10