金屬材料 努氏硬度試驗 第1部分- 試驗方法

××××-××-××發(fā)布

中華人民共和國國家標準

GB/T18449.1—202×

代替GB/T18449.1-2009

金屬材料努氏硬度試驗

第1部分：試驗方法

Metallicmaterials-Knoophardnesstest

Part1：Testmethod

（ISO4545-1：2023，MOD）

（征求意見稿）

××××-××-××發(fā)布

GB/T18449.1—202×

前言

本文件按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起

草。

本文件是GB/T18449《金屬材料努氏硬度試驗》的第1部分。GB/T18449已經(jīng)發(fā)布了以下部分：

——第1部分：試驗方法

——第2部分：硬度計的檢驗與校準

——第3部分：標準硬度塊的標定

——第4部分：努氏硬度值表

本文件代替GB/T18449.1—2009《金屬材料努氏硬度試驗第1部分：試驗方法》，與GB/T

18449.1-2009相比，除結(jié)構(gòu)調(diào)整和編輯性改動外，主要技術(shù)變化如下：

——壓痕對角線＜0.020mm的所有提及均已刪除；

——針對不同的對角線長度測量范圍給出了相應(yīng)壓痕測量系統(tǒng)的分辨力要求(見表2)；

——努氏硬度試驗力值的下限擴展到0.009807N；

——試驗機定期（每周或每天）驗證的要求已被定義為規(guī)范性要求，最大允許偏差值已被修訂，測

量參考壓痕的最大允許誤差要求已被修訂；

——增加了壓頭檢查和監(jiān)測的建議；

——修改了壓頭接近樣品表面的速率；

——明確了施力時間和最大力下的保持時間的目標值；

——增加了圖3，說明了壓痕之間最小距離的要求；已經(jīng)說明了相對于壓痕中心的距離，而不是壓

痕極限，但要求沒有改變；

——在試驗報告中增加了試驗時間和硬度轉(zhuǎn)換方法的要求；

——附錄A由資料性附錄變成規(guī)范性附錄，修改了最大允許偏差值以及增加了壓頭的檢查；

——增加了資料性附錄C努氏硬度測量的溯源性；

——增加了資料性附錄DCCM-硬度工作組；

——增加了資料性附錄E柯勒照明系統(tǒng)的調(diào)整；

——增加了規(guī)范性附錄F測定金屬及其他無機覆蓋層的努氏硬度。

本文件部分代替GB/T9790-2021《金屬材料金屬及其他無機覆蓋層的維氏和努氏顯微硬度試驗》。

本文件修改采用國際標準ISO4545-1:2023（E）《金屬材料努氏硬度試驗第1部分：試驗方法》

（英文版）。

本文件結(jié)構(gòu)與ISO4545-1:2023基本一致。本文件與ISO4545-1:2023相比存在技術(shù)差異，這些差異

涉及的條款已通過在其外側(cè)頁邊空白位置的垂直單線（∣）進行了標識，本文件與ISO4545-1:2023的

技術(shù)差異及其原因如下：

——關(guān)于規(guī)范性引用文件，本部分做了具有技術(shù)性差異的調(diào)整，以適應(yīng)我國的技術(shù)條件，調(diào)整的情

況集中反映在第2章“規(guī)范性引用文件”中，具體調(diào)整如下：

·用修改采用國際標準的GB/T18449.2代替了ISO4545-2；

·用修改采用國際標準的GB/T18449.3代替了ISO4545-3；

·增加引用了GB/T18449.4（見8.10）；

·增加引用了GB/T6462（見附錄H）；

·增加引用了JJF1059.1（見9）；

·增加引用了JJG1047金屬努氏硬度計檢定規(guī)程（見6.1）。

I

GB/T18449.1—202×

本文件還做了下列編輯性修改：

—刪去了國際標準的前言；

本文件由中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會提出。

本文件由全國鋼標準化技術(shù)委員會（SAC/TC183）歸口。

本文件起草單位：鋼鐵研究總院、冶金工業(yè)信息標準研究院、鋼研納克檢測技術(shù)股份有限公司

本文件起草人：高怡斐、劉占彬、董莉、

本文件所代替標準的歷次版本發(fā)布情況為：

—GB/T18449.1-2001、GB/T18449.1-2009；

—GB/T9790-2021（部分代替）

II

GB/T18449.1—202×

金屬材料努氏硬度試驗第1部分：試驗方法

1范圍

本文件規(guī)定了金屬努氏硬度試驗的原理、符號及說明、硬度計、試樣、試驗方法及試驗報告。

本文件規(guī)定的試驗力值范圍為0.009807N到19.613N。

本文件規(guī)定了長對角線壓痕長度≥0.02mm的努氏硬度試驗。由于光學測量系統(tǒng)的局限性和壓頭

幾何形狀的不完美導致較大的不確定度，使用這種方法從較小的壓痕中確定努氏硬度不在本文件的范

圍內(nèi)，因為結(jié)果會有很大的不確定性。本文件中規(guī)定的努氏硬度試驗也適用于涂層厚度不小于0.045

mm的金屬和其他無機覆蓋層。GB/T21838.1允許通過較小的壓痕測定硬度。

一種周期性檢查的方法被規(guī)定為使用者對硬度計的日常檢查。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T18449.2金屬材料努氏硬度試驗第2部分：硬度計的校驗（GB/T18449.2-2012,ISO

4545-2:2005,MOD）

GB/T18449.3金屬材料努氏硬度試驗第3部分：硬度塊的校準（GB/T18449.3-2012,ISO

4545-3:2005,MOD）

GB/T18449.4金屬材料努氏硬度試驗第4部分：硬度值表（GB/T18449.4-2022,ISO

4545-4:2017,IDT）

GB/T6462金屬和氧化物覆蓋層厚度測量顯微鏡法（GB/T6462-2005，ISO1463:2003，IDT）

JJG1047金屬努氏硬度計檢定規(guī)程

JJF1059.1測量不確定度評定與表示

3術(shù)語和定義

本文件沒有列出術(shù)語和定義。

4原理

將頂部兩相對面具有規(guī)定角度（α為172.5o,β為130o）的菱形棱錐體金剛石壓頭用試驗力壓入試樣

表面，經(jīng)規(guī)定保持時間后卸除試驗力，測量試樣表面壓痕長對角線的長度（見圖1和圖2）。

1

GB/T18449.1—202×

圖1努氏硬度壓頭

圖2努氏硬度壓痕

努氏硬度與試驗力除以壓痕投影面積所得的商成正比，壓痕被視為具有與壓頭頂部角度相同的菱面

棱錐體形狀。

注：為便于應(yīng)用，本文件已采納CIPM下的CCM協(xié)會框架下的CCM-WGH工作組定義的硬度試驗參數(shù)（見附錄D）。

5符號和說明

5.1符號及說明見表1及圖1和圖2。

表1符號和說明

符號說明

F試驗力,單位為N

d壓痕長對角線長度，單位為mm

dS壓痕短對角線長度，單位為mm

α

菱形棱錐體金剛石壓頭尖端長對角線兩棱邊夾角（名義值172.5o），見圖1

β

菱形棱錐體金剛石壓頭尖端短對角線兩棱邊夾角（名義值130o），見圖1

V測量系統(tǒng)的放大倍數(shù)

c壓頭常數(shù)，與用長對角線長度的平方計算的壓痕投影面積相關(guān)

tan

壓頭常數(shù)c2,對于名義和角，c近似等于0.07028

2tan

2

2

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HK試驗力（kgf）

努氏硬度=

壓痕投影面積（mm2）

1試驗力（N）

=

2

gn壓痕投影面積（mm）

1F

=

2

gncd

對于名義壓頭常數(shù)c0.07028

F

努氏硬度1.451

d2

2

注：標準重力加速度gn=9.80665m/s,是從kgf轉(zhuǎn)換成N的轉(zhuǎn)換因子。

注為了減小不確定度，努氏硬度計算宜用壓頭的實際角度α和β。

：

5.2努氏硬度值的表示

努氏硬度用HK表示，符號之前為硬度值，符號后面是按如下順序表示試驗條件的指標：

a）表示試驗力的數(shù)字；

b)與7.4條規(guī)定不同的試驗力保持時間，單位為s。

示例1：640HK0.1/20表示在試驗力為0.9807N下保持時間20s測定的努氏硬度值為640。

6硬度計

6.1硬度計

硬度計應(yīng)符合GB/T18449.2和JJG1047的規(guī)定，能施加預定試驗力或要求的試驗力。

6.2壓頭

壓頭應(yīng)是具有菱形基面的金剛石棱錐體，并符合GB/T18449.2的要求。

6.3對角線長度測量裝置

對角線長度測量裝置應(yīng)符合GB/T18449.2的相應(yīng)要求。

放大系統(tǒng)應(yīng)能將對角線放大到視場的25%到75%之間。大量物鏡在視場邊緣是非線性的。

注：如果在設(shè)計時考慮了光學測量系統(tǒng)視場的限制，利用一個相機測量的對角線測量系統(tǒng)可使用相機視場的100%。

對角線測量系統(tǒng)的分辨率依賴于待測最小壓痕的尺寸，并應(yīng)滿足表2的要求。在測定測量系統(tǒng)的分

辨率時，應(yīng)考慮顯微光學系統(tǒng)的分辨率，測量標尺的數(shù)字分辨率以及適用時任何階段移動的步長都應(yīng)考

慮。

表2測量系統(tǒng)的分辨率

3

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對角線長度，d測量系統(tǒng)的分辨率

mm

0.020≤d≤0.0800.0004mm

0.080≤dd的0.5%

7試樣

7.1待測表面

應(yīng)在平坦光滑的試樣表面上進行試驗，試樣表面應(yīng)拋光，并應(yīng)無氧化皮及外界污物，尤其不應(yīng)有油

脂。在各種試驗條件下，壓痕周邊均應(yīng)清晰地出現(xiàn)在顯微鏡視場中。試樣表面應(yīng)保證精確測量壓痕對角

線長度的測定。

7.2試樣制備

制備試樣時應(yīng)采取措施，使由于發(fā)熱或冷加工等因素對試樣表面硬度的影響減至最小。

由于努氏硬度壓痕很淺，在準備樣品時應(yīng)采取特殊措施。推薦根據(jù)被測材料選取適合的拋光和電解

拋光技術(shù)。

7.3試樣厚度

試樣厚度或試驗層厚度應(yīng)至少是壓痕對角線長度的1/3。試驗后試樣背面不應(yīng)出現(xiàn)可見變形。

注：壓痕的深度大約為對角線長度的1/30（0.033d）。

7.4不穩(wěn)試樣的支撐

對于小橫截面或形狀不規(guī)則的試樣，可使用類似鑲嵌的專用支承臺。支撐材料應(yīng)完全地支撐試樣，

保證在加力過程中試樣不發(fā)生移動。

7.5金屬及其他無機覆蓋層

當測定金屬及其他無機覆蓋層的努氏硬度時，附錄F給出了附加的步驟和要求。

8試驗程序

8.1試驗溫度

試驗通常在室溫10℃～35℃范圍內(nèi)進行。如果不在此溫度范圍內(nèi)試驗，應(yīng)在報告中說明。指定條

件下的試驗應(yīng)在23℃±5℃下進行。

8.2試驗力

表3給出了典型的試驗力，其他試驗力也可用。試驗力的選擇應(yīng)保證壓痕長對角線長度大于

0.020mm。

表3典型的試驗力

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硬度符號試驗力值，F(xiàn)

N近似的kgfa當量數(shù)

HK0.0010.0098070.001

HK0.0020.019610.002

HK0.0050.049030.005

HK0.010.098070.010

HK0.020.19610.020

HK0.0250.24520.025

HK0.050.49030.050

HK0.10.98070.100

HK0.21.9610.200

HK0.32.9420.300

HK0.54.9030.500

HK19.8071.000

HK219.6142.000

akgf不是國際單位制單位

8.3周期校驗

附錄A中定義的周期校驗應(yīng)每周在每個試驗力施加之前進行，推薦在每天使用之前進行校驗。無

論何時發(fā)生試驗力變化或壓頭更換時，應(yīng)進行周期校驗。

8.4試樣支撐

試樣應(yīng)放置于剛性支承臺上。試樣支承面應(yīng)清潔且無其他污物（氧化皮、油脂、灰塵等）。試樣應(yīng)

穩(wěn)固地放置于支承臺上以確保試驗中不產(chǎn)生位移。

8.5試樣表面聚焦

調(diào)整測量顯微鏡的焦距，保證試樣表面和待測區(qū)域能夠被觀測到。

注：某些硬度計不要求顯微鏡聚焦在試樣表面。

8.6試驗力的施加

使壓頭與試樣表面接觸，垂直于試驗面施加試驗力，加力過程中不應(yīng)有沖擊和振動，直至將試驗力

施加至規(guī)定值。從加力開始至全部試驗力施加完畢的時間應(yīng)為。

注1：試驗加力時間以非對稱極限給出。例如是指通常的加力時間為7s，允許的范圍是不少于2s并不多于8s。

壓頭接觸試樣的速度應(yīng)≤0.070mm/s。

試驗力的保持時間應(yīng)為，除非待測材料的硬度與時間依賴性很強。施加力的保持時間應(yīng)該在

10s到15s之間。

注2：有證據(jù)表明某些材料對應(yīng)變速率敏感，導致屈服強度值的變化。相應(yīng)壓痕的成形時間能引起硬度值的變化。

5

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8.7避免沖擊和震動

在整個試驗期間，硬度計應(yīng)避免受到?jīng)_擊和震動。

8.8相鄰壓痕的最小間距

圖3給出了相鄰壓痕的最小距離和任一壓痕距離試樣邊緣的最小距離。

試樣邊緣與平行于試樣邊緣的任何壓痕中心之間的最小距離應(yīng)至少為壓痕短對角線長度的3.5倍。

試樣邊緣與垂直于試樣邊緣的任何壓痕中心之間的最小距離應(yīng)至少等于壓痕長對角線的長度。

對于肩并肩的兩個相鄰壓痕中心之間的最小距離應(yīng)至少為短對角線長度的3.5倍。對于頭碰頭的壓

痕，兩個相鄰壓痕中心之間的最小距離應(yīng)至少為長對角線長度的兩倍。如果兩個壓痕尺寸不同，最小間

距應(yīng)基于較大壓痕的對角線。

圖3努氏壓痕的最小間距

8.9壓痕對角線長度的測量

應(yīng)測量壓痕長對角線的長度，用長對角線的長度計算努氏硬度。對于所有試驗，壓痕的周邊在顯微

鏡的視場里應(yīng)被清晰地定義。

放大系統(tǒng)應(yīng)能將對角線放大到視場的25%到75%之間。

注1：總之，降低試驗力也就增加了測量結(jié)果的分散性。這尤其適用于低力值的努氏硬度試驗，在測量長壓痕對角

線時將出現(xiàn)主要缺陷。對于努氏硬度，長對角線的測量精度不可能優(yōu)于±0.001mm。

注2：附錄E給出了柯樂照明系統(tǒng)用于調(diào)整光學測量系統(tǒng)的技術(shù)。

如果長壓痕對角線的一半與另一半相差超過5%，應(yīng)檢查試樣測量表面與支撐表面之間的平行度，

最終保證壓頭與試樣之間的同軸性。試驗結(jié)果偏差超過5%的應(yīng)該舍棄。

8.10努氏硬度值的計算

努氏硬度值應(yīng)按照表1給出的公式進行計算，或使用GB/T18449.4給出的硬度換算表。

9結(jié)果的不確定度

一個完整的不確定度應(yīng)當依照測量不確定度表示指南JJF1059.1進行評估。不受各不確定度分項

種類的影響，對于硬度試驗，有兩種可行的方法測定不確定度。

—基于在直接校準中對所有出現(xiàn)的相關(guān)不確定度分項的評估。

—基于用標準硬度塊進行間接校準（簡稱CRM，標準物質(zhì)）。測定指導見附錄B。

以上方法不可能測定所有的不確定度分項。在這種情況下，可以用A類標準不確定度對試樣壓痕

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的數(shù)據(jù)分析進行估計。A類標準不確定度和B類標準不確定度都有的不確定度分項不能重復計入(見

JCGM100:2008)。

10試驗報告

試驗報告應(yīng)至少包括以下信息，除非雙方另有規(guī)定；

a）本文件編號；

b)與試樣標識相關(guān)的全部信息；

c)試驗日期；

d）按照5.2格式給出的試驗結(jié)果；

e)不在本文件之內(nèi)的各種操作；

f)影響試驗結(jié)果的各種細節(jié)；

g)如果試驗溫度不在8.1規(guī)定范圍時，應(yīng)注明試驗溫度；

h)與另一種硬度標尺換算時，換算的基礎(chǔ)和方法。

尚無普遍通用的方法將努氏硬度精確地換算成其他硬度和抗拉強度。因此應(yīng)避免這種換算，除非通

過對比試驗建立換算基礎(chǔ)（也可參見GB/T33362）。

注：僅在試驗力相同的情況下，才可以對硬度值作精確比較。

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附錄A

（規(guī)范性附錄）

使用者對硬度計、對角線長度測量系統(tǒng)和壓頭的期間核查

A.1期間核查

用于期間核查的壓頭應(yīng)與試驗所用壓頭相同。試驗時應(yīng)選擇按照GB/T18449.3校準并在合適的標

尺和硬度計所使用硬度水平相近的標準硬度塊。

在進行期間核查之前，應(yīng)在標準硬度塊上選擇一個參考壓痕對壓痕對角線測量系統(tǒng)進行間接校準

。測量的壓痕對角線長度應(yīng)與壓痕的參考值一致，兩者之間的差值不大于0.001mm或壓痕長度的1.25%

。如果對角線長度測量系統(tǒng)的間接校準值沒有滿足上述要求，需要對參考壓痕再做一次測量。如果第

二次試驗失敗，壓痕對角線測量系統(tǒng)應(yīng)進行調(diào)整或維修，并按照GB/T18449.2進行直接和間接校準。

在標定過的標準硬度塊上至少要對兩個壓痕進行測量。標準硬度塊上的壓痕應(yīng)均勻分布。如果測

量的兩個壓痕的最大正、負偏差都沒有超過表C.1給出的極限值brel，硬度計就被認為是滿意的。

偏差百分比,brel，按照公式C.1進行計算：

HHCRM

brel100(A.1)

HCRM

式中：

H是硬度測量值；

HCRM是標準硬度塊的有證值。

如果不滿足表A.1，驗證壓頭和試驗機是否處于良好的工作狀態(tài)，并重復上述期間核查。如果期

間核查繼續(xù)失敗，應(yīng)按照GB/T18449.2進行間接校準。期間核查的記錄宜保持一段時間，用于測量再

現(xiàn)性和監(jiān)測硬度計的波動。

表A.1HK最大允許偏差百分比

硬度計HK最大允許偏差百分比，brel

對角線平均長度，d

±%HK

mm

0.02d0.060.24/d

4

0.06d

注：本文件中規(guī)定的試驗機性能標準已在相當長的一段時間內(nèi)制定和完善。在確定機器需要滿足的特定公差時，

與測量設(shè)備和/或參考標準的使用相關(guān)的不確定度已包含在該公差中，因此，通過測量不確定度降低公差等方式對該不

確定度進行任何進一步的容差是不合適的。這適用于對機器進行定期檢驗時進行的所有測量。

A.2壓頭檢查

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經(jīng)驗表明，許多最初令人滿意的壓頭在使用相對較短的時間后可能會出現(xiàn)缺陷。這是由于表面上

的小裂紋、凹坑或其他缺陷造成的。如果及時檢測到此類故障，可通過重新研磨后再回收使用。否則

，表面上的任何小缺陷都會迅速惡化，使壓頭無法使用。

—每天使用硬度計時，應(yīng)通過目視檢查參考試塊上壓痕的形狀來監(jiān)測壓頭的狀況；

—當壓頭顯示缺陷時，壓頭的驗證不再有效；

—重新研磨或以其他方式修復的壓頭應(yīng)滿足GB/T18449.2的所有要求。

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附錄B

（資料性附錄）

硬度值測量的不確定度

B.1一般要求

測量不確定度分析是一個有用的工具，有助于確定誤差來源，并了解測試結(jié)果的差異。本附錄給出

了不確定度估計指南，但所含方法僅供參考，除非客戶另有明確指示。

大多數(shù)產(chǎn)品規(guī)格都有公差，這些公差在過去幾年中主要基于產(chǎn)品的要求，但也部分基于用于進行硬

度測量的機器的性能。這些公差包含了硬度測量不確定度帶來的影響，因此不應(yīng)通過（例如）用硬度測

量的估計不確定度減少規(guī)定公差來進一步考慮這種不確定度。換句話說，如果產(chǎn)品規(guī)范規(guī)定某個項目的

硬度應(yīng)高于或低于某個特定值，則應(yīng)解釋為僅規(guī)定計算的硬度值應(yīng)滿足該要求，除非產(chǎn)品標準中另有明

確規(guī)定。然而，在某些特殊情況下，通過測量不確定度降低公差是合適的。這只能在相關(guān)各方同意的情

況下進行。

本附錄中給出的確定不確定度的方法僅考慮與硬度計相對于硬度參考試塊（以下簡稱CRM）的整

體測量性能相關(guān)的不確定度。這些性能不確定性反映了所有單獨不確定性的綜合影響（間接驗證）。由

于這種方法，重要的是單個機器部件在公差范圍內(nèi)運行。強烈建議在成功通過直接驗證后，該程序最多

應(yīng)用一年。

附錄C顯示了定義和傳遞硬度標尺所需的計量鏈的四級結(jié)構(gòu)。該鏈從國際層面開始，使用各種硬

度等級的國際定義進行國際比對。許多國家級的初級硬度標準機“產(chǎn)生”校準實驗室級的初級硬度參考

試塊。當然，這些機器的直接校準和驗證應(yīng)盡可能達到最高精度。

B.2一般程序

該程序通過平方根和法（RSS）計算表B.1中給出的不同來源的合成不確定度。擴展不確定度,U,由

u乘以覆蓋系數(shù)k=2得出。表B.1包含所有符號及其名稱。

硬度試驗機（也稱為“誤差”）的偏差b，其來源于：

所用硬度參考試塊的認證校準值，以及

—在硬度試驗機校準期間（見G），該試塊中五個壓痕的平均硬度值可通過不同方式

用于不確定度的測定。

—B/T18449.2

本附錄給出了兩種確定硬度測量不確定度的方法:

方法以兩種不同的方式解釋硬度計的系統(tǒng)偏差。在一種方法中，系統(tǒng)偏差的不確定性貢獻

被算術(shù)地加到該值上。在另一種方法中，對測量結(jié)果進行校正，以補償系統(tǒng)偏差。

—M1

方法允許確定不確定度不必考慮系統(tǒng)偏差的大小。

—有關(guān)計M2算硬度不確定度的其他信息，請參見參考文獻[7]和[8]。

10

GB/T18449.1—202×

注1：這種不確定度方法不考慮機器性能在最后一次校準后可能出現(xiàn)的任何漂移，因為它假設(shè)任何此類變化的幅度

都是微不足道的。因此，大多數(shù)分析可在機器校準后立即進行，并將結(jié)果包含在機器校準證書中。

注2：在本附錄中，“CRM”代表“認證參考材料”。在硬度測試標準中，認證標準物質(zhì)相當于硬度參考試塊，即具

有認證值和相關(guān)不確定度的材料。

B.3計算不確定度的程序：硬度測量值

B.3.1有偏差的程序（方法M1）

表B.1解釋了測量不確定度的方法M1程序。硬度試驗機的測量偏差，b，可以預期是一種系統(tǒng)效

應(yīng)。在JCGM100:2008中，建議使用校正來補償系統(tǒng)效應(yīng)，這是M1的基礎(chǔ)。使用該方法的結(jié)果是，

所有測定的硬度值，x，必須減去b，或不確定度U必須增加b。表B.1中解釋了測定UM1的程序。

根據(jù)公式（B.1）計算單個硬度測量，x，的合成擴展測量不確定度：

Ukuuu

222

M1H2msHTM(B.1)

式中：

uH是由于硬度計缺乏測量重復性而導致測量不確定度的一個因素；

ums

是硬度計分辨率對測量不確定度的貢獻。應(yīng)考慮長度測量指示儀器的分辨率和測量顯微鏡的光學

分辨率。在大多數(shù)情況下，測量系統(tǒng)的整體分辨率應(yīng)在uH的計算中包含兩次，因為對角線兩端

的位置是獨立的；

uHTM

由硬度計產(chǎn)生的偏差測量的標準不確定度，b,對測量不確定度的貢獻（該值作為GB/T18449.2

中定義的間接驗證的結(jié)果報告），并根據(jù)公式（B.2）定義：

uuuu

222

HTMCRMHCRM2ms(B.2)

式中：

uCRM是指根據(jù)k=1的校準證書，CRM認證值的校準不確定度對測量不確定度的貢獻；

uHCRM是由于硬度計缺乏測量重復性和CRM的硬度不均勻性而對測量不確定度的貢獻，計算為測量

CRM時硬度測量平均值的標準偏差；

ums是測量CRM時硬度計的分辨率對測量不確定度的貢獻。

測量結(jié)果可通過兩種方式報告：

作為X，其中測量值x根據(jù)公式（）計算的測量偏差b進行校正：

corr

—,,B.3,,:

XxbU

corrM1(B.3)

或作為X，其中測量值，x，未針對測量偏差b進行校正，擴展不確定度，U，根據(jù)公

ucorr

—11

GB/T18449.1—202×

式（）增加偏差的絕對值：

B.4

XxUb

ucorrM1(B.4)

當使用方法M1時，也可以適當?shù)卦谂c所用b值相關(guān)的RSS項中包括額外的不確定度貢獻。尤其

是當

測得的硬度與機器校準期間使用的試塊的硬度水平顯著不同，

—機器的偏差值在其校準范圍內(nèi)變化很大，

—被測材料與機器校準期間使用的硬度參考試塊材料不同，或

—硬度計的日常性能（再現(xiàn)性）差異很大。

—此處不討論對測量不確定度的這些額外貢獻的計算。在所有情況下，都需要一種穩(wěn)健的方法來估計

與b相關(guān)的不確定性。

B.3.2無偏差的程序（方法M2）

作為方法M1的替代方法，方法M2可在某些情況下使用。方法M2僅適用于根據(jù)GB/T18449.2

通過間接驗證的硬度計，在確定是否符合偏差的最大允許偏差時，使用該值bU，而不僅僅是偏

HTM

差值,b（,見GB/T18449.2）。在方法M2中，最大允許偏差bE（允許機器讀數(shù)與參考試塊值不同的正值），

如GB/T18449.2表5所述，用于定義不確定度的一個分量,uE。硬度值與偏差限值無關(guān)。表B.1解釋了

測定U的程序。

根據(jù)公式（B.5）計算未來單個硬度測量的組合擴展測量不確定度：

Ukuuu

222

M2H2msE(B.5)

式中：

uH是由于硬度計缺乏測量重復性而導致的測量不確定度；

ums是硬度計分辨率對測量不確定度的貢獻。應(yīng)考慮長度測量指示儀器的分辨率和測量顯微鏡的光學

分辨率。在大多數(shù)情況下，由于獨立解析長對角線兩端的位置，測量系統(tǒng)的整體分辨率應(yīng)在uH

的計算中包含兩次；

uE

是由于最大允許誤差對測量不確定度的貢獻，ub（矩形分布），其中bE為GB/T18449.2

中規(guī)定的最大允許偏差，根據(jù)公式（B.6）計算測E量值E/：3

XxU

M2(B.6)

12

GB/T18449.1—202×

B.4測量結(jié)果的表達

示例：

硬度計對試樣進行單一努氏硬度測量x。

單一硬度測量值，xxK1

:=810H

對角線長度，dd.

:=01325mm

對角線長度測量系統(tǒng)的分辨率根據(jù)公式（B）計算：

.7

22

msORIR(B.7)

δ

=0.00051mm

式中：ms

δ是顯微鏡物鏡的光學分辨率（.）

OR

δ是測量系統(tǒng)顯示指示器的分辨率0（0005mm;）。

IR

0.0001mm

硬度計的最后一次間接驗證使用HCRM802.7HK1的。該的硬度與用于間接驗證的

的試樣硬度最接近。CRMCRMCRM

硬度計的測量偏差，bbK1

:=1.0H

硬度計測量偏差的不確定度，UUK1

HTMHTM

:=12.7H

為了確定硬度計的可重復性，實驗室在與試樣硬度相似的上進行了五次的測量，Hi。為了減

少塊體不均勻性的影響，五次測量按照相鄰間距要求進行。

CRMHK1

五次測量值，Hi.K1；；；K1；K1

:8065H803.0HK1800.9HK1803.4H797.5H

測量平均值，HH802.3HK1

:

測量值的標準偏差，SSH3.3HK1

H:

根據(jù)，可使用基于上次間接驗證測量的s值，而不是進行上述重復性試驗；然而，這個

標準偏差值通常會高估缺乏重復性的不確定度分量，因為它H還包括不均勻性。

GB/T18449.2

CRM

對于這個例子，

bUHTM1.012.713.7HK1及

13

GB/T18449.1—202×

b的K1K1

E

=4%810H=32.4H.

bU

由于試驗機偏差加上確定偏差的擴展不確定度在最大允許偏差b范圍內(nèi)，因此可以使用方

法或方法。HTME

M1M2

14

GB/T18449.1—202×

表B.1—根據(jù)方法M1和M2測定擴展不確定度

方法步驟不確定度來源符號公式文獻/證書示例

1

測量結(jié)果xx=810HK1

M1,M2

b=1.0HK1

b

來源于間接驗證硬度試驗機b和UHTM

2

UUHTM=12.7HK1

偏差值b和測量結(jié)果偏差的不UHTMuHCRM802.7HK1

M1

HTM12.7

確定度UHTM的CRM的間接校準證書(見注1)

uHTMu6.35HK1

HTMHTM2

2

bE=4%

3來源于GB/T18449.2的表3的允許偏

偏差b的最大允許偏差bb=允許偏差的最大正值

EE4810

M2差bb32.4HK1

E100

4由偏差的最大允許誤差引起32.4

u18.7HK1

uEub矩形分布E

M2的標準不確定度3

EE3

由實驗室對與試驗樣品硬度接近的

5n

重復性測量的標準偏差sCRM進行的五次測量s=3.3HK1

HsHiHH

M1,M2n2

1i(見注2)

H

11

6由于缺乏重復性而產(chǎn)生的標t=1.14當n=5

UHutsuH1.143.33.8HK1

M1,M2準不確定度(見JCGM100:2008[9])

HH

δms=0,00051mm

7硬度值指示顯示器分辨率引x2810.00.00051

u1.80HK1

umsux=810HK1ms

M1,M2起的標準不確定度d0.13323

2ms

msd=0.133mm(見注3)