铝合金维氏硬度试验测量不确定度评定方法及步骤详解

铝合金维氏硬度试验测量不确定度评定方法及步骤详解

测量不确定性用于描述测量结果的可靠性。不确定性越小，测量结果的可靠性越高，测量结果的水平和质量就越高。测量不确定性评估已成为检测和校准实验室的重要任务之一，并引起了研究人员的广泛关注。今天，让我们逐步教您评估铝合金中硬度测试的不确定性。

测试方法

根据GB/T 4340.1-2009“金属材料的维克硬度测试部分：测试方法”，使用微维克硬度仪表对铝合金的阳极胶带进行了硬度测试，并进行了测量不确定性评估。

建立数学模型

维克斯硬度的计算公式如下

其中：HV是的硬度价值； f是测试力，n； D是两个压痕的对角线平均长度mm。

不确定性传播法公式是

其中：Urel（HV）是硬度值的相对标准不确定性； Urel（F）是测试力引入的相对标准不确定性； Urel（d）是压痕对角线引入的相对标准不确定性。

测试结果

测试了由计量部门认证的TMVS-1微维克硬度仪表在样本上进行了3分，平均为70hv1。

评估对角度长度测量的相对标准不确定性分量尿素（D）

1缩进对角线测量误差引入的相对标准不确定性

三个压痕的对角线长度（占平均值）是分别测量的，并根据组合样品的标准方差进行计算。标准偏差是标准不确定性。测量结果显示在表1中。

表1压痕对角线长度测量结果

压痕对角线的组合样本的方差计算公式如下

其中：m是压痕的数量； n是测量每个压痕的次数。可用的

= 0.204×10-6mm2，因此U1（D）= 0.452×10-3mm。然后，对角线测量误差缩进引入的相对标准不确定性是

2通过测量设备引入的相对标准不确定性

压痕测量设备的最大允许误差为±1.0％D，遵守统一分布并达到95％的置信度，这相对于标准不确定性U2，rel（d）= 5.78×10-3。

测量设备的光学系统的分辨率为0，引入的不确定性遵循均匀分布。 k = 3，相对于标准不确定性U3，rel（d）= 2.28×10-4。

如果以上3个项目合成，则Urel（d）= 0.641×10-2。

评估由负载误差引入的相对标准不确定性组件尿素（P）

负载测量误差取决于硬度计的测试力的允许误差。当测试力为9.8N时，允许误差为±1.0％，遵守均匀分布，k =

，其相对标准的不确定性Urel（P）= 5.78×10-3。

通过数值修改引入的相对不确定性组件尿素（ROU）的评估

当硬度小于100hv时，校正间隔为0.1，相对标准的不确定性为Urel（Rou）=（0.1×0.29）/71.6 = 4.1×10-4。

评估合成标准的不确定性

因为

因此，硬度的合成相对于标准不确定性Urel（HV）= 1.41×10-2，而合成标准不确定性UC（HV）= 70.0×1.41×10-2 = 0。

扩展的不确定性

以因子k = 2为例，并且膨胀不确定性为u（hv）= k×uc（hv）= 2×0.987≈2.0hv1。

测量不确定性报告

该样品的硬度HV =（70.0±2.0）HV1，k = 2。

结论

评估了硬度合金硬度测试的测试结果的不确定性。测试结果的不确定性由多个组件组成，包括对角度长度测量，压力误差值和数值校正所引入的不确定性。 。控制影响不确定性的主要因素可以减少测量不确定性，确保结果的准确性，并促进实验室的质量控制。

资料来源：“物理和化学检查 - 物理量”第55卷2019.1