洛氏硬度計新國標(biāo)介紹

1  概述
    2003年5月1日我國開始實施2項新的有關(guān)金屬洛氏硬度試驗的標(biāo)準(zhǔn)：GB/T230.2-2002《金屬洛氏硬度試驗  第2 部分：硬度計(A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T標(biāo)尺)的檢驗與校準(zhǔn)》、GB/T230.3-2002《金屬洛氏硬度試驗  第3部分：標(biāo) 準(zhǔn)硬度塊(A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T標(biāo)尺)的標(biāo)定》。該標(biāo)準(zhǔn)是由國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局于2002年11月25日發(fā)布，并于 2003年5月 1日開始實施的。原來相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2848-1992《洛氏硬度計  技術(shù)條件》、GB/T3773-1993《表面洛氏硬度 計  技術(shù)條件》等4項標(biāo)準(zhǔn)同時廢止。因此本文就新國標(biāo)的起草背景、新舊國標(biāo)（第2部分：硬度計的檢驗與校準(zhǔn)部分）的技術(shù) 內(nèi)容進(jìn)行介紹和對比分析，同時將歐洲標(biāo)準(zhǔn)BS EN10109-2：1996，《Metallic materials- Hardness test，Part 2. Verification of Rockwell hardness testing machines (scales A，B，C，D，E，F(xiàn)，G，H，K，N，T)》，以及美國標(biāo)準(zhǔn)ASTM E 18-1994 《Standard Test Methods for Rockwell Hardness and Rockwell Superficial Hardness of Metallic Materials》的相關(guān)內(nèi)容也 一并進(jìn)行分析，旨在對我國的新、舊洛氏硬度計國家標(biāo)準(zhǔn)差異有明確的分析了解，對我國標(biāo)準(zhǔn)在上的技術(shù)水平進(jìn)行有效評估。 
 
2  洛氏硬度計國家標(biāo)準(zhǔn)的起草背景
    洛氏硬度計新國家標(biāo)準(zhǔn)的制定是在我國加入WTO的大背景下進(jìn)行的。*，對任何一個國家，標(biāo)準(zhǔn)的制定具有重 要的意義：國家標(biāo)準(zhǔn)是提高生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量，推進(jìn)貿(mào)易，保護(hù)消費者權(quán)益*的手段和依據(jù)。但是各個國家的技 術(shù)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)各不相同，不同的標(biāo)準(zhǔn)太多或標(biāo)準(zhǔn)的制定和實施不當(dāng)，將給生產(chǎn)企業(yè)和出口商造成困難，甚至成為保護(hù)主義的借口， 成為貿(mào)易的障礙，這就是所謂的貿(mào)易技術(shù)壁壘（TBT）。按照我國加入WTO的TBT協(xié)議，積極采用標(biāo)準(zhǔn)和*標(biāo)準(zhǔn)是我國 一項重要的技術(shù)經(jīng)濟政策；我國的標(biāo)準(zhǔn)化工作原則就是積極采用標(biāo)準(zhǔn)，與標(biāo)準(zhǔn)接軌，方便貿(mào)易和技術(shù)交流。在金屬硬 度試驗標(biāo)準(zhǔn)方面，經(jīng)“全國試驗機標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會”與“全國鋼標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會力學(xué)與工藝性能試驗分技術(shù)委員會”討論，決 定我國的所有硬度試驗方面的國家標(biāo)準(zhǔn)在修訂時均與標(biāo)準(zhǔn)（ISO）一致做相應(yīng)的調(diào)整和修訂，并按部分發(fā)布。
    本標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)原國家機械工業(yè)局《2000年機械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制修訂項目計劃》下達(dá)的任務(wù)而進(jìn)行的，標(biāo)準(zhǔn)由全國試驗機 標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會歸口，由長春試驗機研究所負(fù)責(zé)，并有時代集團等生產(chǎn)硬度計的主要企業(yè)參加起草 。起草工作是在合并修訂原多 項國家標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，修改采用標(biāo)準(zhǔn)ISO6508英文版而進(jìn)行的。
 
3  新舊洛氏硬度計國家標(biāo)準(zhǔn)對比分析
3.1  新標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)涵、層次、結(jié)構(gòu)的調(diào)整
    本次洛氏硬度試驗國家標(biāo)準(zhǔn)的修訂變化是非常大的，技術(shù)內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn)ISO6508保持一致，同時較大幅度地調(diào)整了 結(jié)構(gòu)。按照試驗原理，合并了過去洛氏硬度和表面洛氏硬度兩個系列的六個標(biāo)準(zhǔn)，在同一個標(biāo)準(zhǔn)號下按部分發(fā)布。這與標(biāo)準(zhǔn)是 一致的，標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）第164技術(shù)委員會ISO/TC164近幾年來對硬度試驗方面的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了合并、調(diào)整和修訂。1999年 對有關(guān)洛氏硬度的六項單獨的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了合并修訂，并保留了原來洛氏硬度試驗方法的標(biāo)準(zhǔn)編號ISO6508，重新命名了總的 標(biāo)準(zhǔn)名稱為“金屬材料 洛氏硬度試驗”，其下又分為三個部分，見表1。
表1.  洛氏硬度標(biāo)準(zhǔn)合并修訂情況

    本次國家標(biāo)準(zhǔn)的修訂保持與ISO標(biāo)準(zhǔn)一致，也進(jìn)行了大幅度的結(jié)構(gòu)上的合并調(diào)整，保留了原來洛氏硬度試驗方法的國 家標(biāo)準(zhǔn)編號：“GB/T 230”，重新命名了總的標(biāo)準(zhǔn)名稱為：“金屬洛氏硬度試驗”，其下再分為三個部分，見表2。

表2.  洛氏硬度國家標(biāo)準(zhǔn)合并修訂情況

    除了上述結(jié)構(gòu)性內(nèi)容調(diào)整外，新國標(biāo)在層次劃分、章條設(shè)定、編寫方法、技術(shù)指標(biāo)方面與ISO6508*一致，同時根 據(jù)GB/T1.1-2000 《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則  第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則》對格式進(jìn)行了重新編排，以符合我國標(biāo)準(zhǔn)的編寫規(guī)則 。
 
3.2  新舊標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容上的差異分析
    本文主要對GB/T230.2部分進(jìn)行分析，參考對比原國標(biāo)GB/T2848-1992《洛氏硬度計  技術(shù)條件》、GB/T3773- 1993《表面洛氏硬度計  技術(shù)條件》、歐洲標(biāo)準(zhǔn)BS EN10109-2：1996，以及美國標(biāo)準(zhǔn)ASTM  E 18-1994。由于新國標(biāo)與 ISO6508技術(shù)內(nèi)容上*一致，因此不再列出ISO6508內(nèi)容。
3.2.1  標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍
    新國標(biāo)GB230.2適用范圍擴大，覆蓋的標(biāo)尺有HRA、HRB、HRC、HRD、HRE、HRF、HRG、HRH、HRK、HR15N、HR15T、 HR30N、HR30T、HR45N、HR45T共15個。
    這15個標(biāo)尺在原國標(biāo)中是分在兩個獨立的標(biāo)準(zhǔn)中的，GB/T2848覆蓋前9個（A~K），GB/T3773覆蓋后6個 （HR15N~HR45T）。
    另外新標(biāo)準(zhǔn)在適用范圍上也適用于便攜式硬度計，而GB/T2848、GB/T3773僅適用于固定式洛氏硬度計。
3.2.2  規(guī)范性引用文件
    新國標(biāo)在“規(guī)范性引用文件”章中，直接引用了與ISO6508中引用的標(biāo)準(zhǔn)相對應(yīng)的我國國家標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)均已 不同程度地轉(zhuǎn)化成我國國家標(biāo)準(zhǔn)。與原國標(biāo)有較大差異。
3.2.3  一般要求
    新國標(biāo)在“一般要求”章中要求：
    a、硬度計安裝正確
    b、壓頭主軸在其導(dǎo)向體中能夠滑動
    c、壓頭柄牢固地安裝在主軸孔中
    d、試驗力的施加和卸除無沖擊和振動，且不影響讀數(shù)
    e、試樣的位移或機架變形不影響讀數(shù)
    與原國標(biāo)相比無實質(zhì)上的差異，明顯的不同是對“機架變形”大允許量的要求放寬了：新國標(biāo)規(guī)定，測量裝置 的讀數(shù)“在硬度計大主試驗力施加前和卸除后，對不帶鎖緊裝置的硬度計二者相差不應(yīng)超過1.5洛氏單位；對帶鎖緊裝置的硬度計 相差不應(yīng)超過0.5洛氏單位。”
    原國標(biāo)GB/T2848中這二個指標(biāo)分別是1.0和0.5洛氏單位；GB/T3773則規(guī)定為1.0表面洛氏單位。在歐洲標(biāo)準(zhǔn)BS EN10109中此項規(guī)定分別為1.5和0.5洛氏單位；而美國標(biāo)準(zhǔn)ASTM  E 18無定量規(guī)定，僅定性規(guī)定測量裝置的讀數(shù)應(yīng)不受機架變 形的影響。
 
3.2.4  直接檢驗
    新標(biāo)準(zhǔn)明確將硬度計的檢驗分為直接檢驗和間接檢驗。直接檢驗的內(nèi)容包括：試驗力的校準(zhǔn)、壓頭的檢驗、壓痕深 度測量裝置的校準(zhǔn)、試驗循環(huán)時間的檢驗，而且建議直接檢驗溫度宜在（23±5℃）進(jìn)行。直接檢驗的具體項目有增有刪，對項目內(nèi) 容逐項進(jìn)行對比分析，結(jié)果見表3。
 
3.2.5  間接檢驗
    新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定間接檢驗應(yīng)在（23±5℃）范圍進(jìn)行，如果超出，應(yīng)在檢驗報告中注明。
    新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，“硬度計應(yīng)對其將使用的每一個標(biāo)尺進(jìn)行檢驗”，并列表給出了每一待檢驗的標(biāo)尺的硬度范圍。這些 范圍段與原標(biāo)準(zhǔn)基本相同，只是在具體數(shù)值上有微小差異。
    每一個標(biāo)尺、每一個硬度范圍段的允許示值誤差和允許示值重復(fù)性各標(biāo)準(zhǔn)差異較大，對比分析見表4。
 
3.2.6  試驗方法
    原國標(biāo)GB/T2848、GB/T3774中均單獨列出“試驗方法”一章，詳細(xì)規(guī)定了試驗條件、試驗用器具以及每一條檢驗的 具體方法，在新國標(biāo)中全部取消。在ISO6508、BSEN10109、ASTM E-18中，同樣無本章節(jié)內(nèi)容。
    作為標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)規(guī)定出基本原則、要求、重要的和必要的方法外，對具體的如何滿足原則要求，如何檢驗，具體 的實施方法等不需要列出，這些內(nèi)容應(yīng)該由計量部門制定的計量檢定規(guī)范來規(guī)定，有些甚至由企業(yè)自己的標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)定，這也是 慣例。因此新標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)保持一致，在本次修訂中取消了本章內(nèi)容，部分必要的技術(shù)方法已穿插在上述直接檢驗和間接檢驗中 有過描述。
 

表3  洛氏硬度計直接檢驗項目技術(shù)指標(biāo)對比

表3（完） 洛氏硬度計直接檢驗項目技術(shù)指標(biāo)對比

3.2.7  檢驗周期
    新國標(biāo)明確規(guī)定了直接檢驗和間接檢驗的檢驗周期。直接檢驗應(yīng)在以下情況發(fā)生時進(jìn)行：
    a.硬度計安裝時或經(jīng)拆卸并重新裝配后或改變位置時。
    b.間接檢驗結(jié)果不合格時。
    c.間接檢驗時間超過了12個月。
    間接檢驗周期由硬度計維護(hù)水平和使用次數(shù)而定，大不應(yīng)超過12個月。
    原國標(biāo)GB/T2848、GB/T3774中無該方面的規(guī)定，僅規(guī)定了出廠檢驗和型式檢驗規(guī)則。BSEN10109規(guī)定與新國標(biāo)相同； 而ASTM E-18規(guī)定與新國標(biāo)類似，區(qū)別僅在于間接檢驗時間大不應(yīng)超過18個月。
 
表4  硬度計允許的示值誤差和允許的示值重復(fù)性各國標(biāo)準(zhǔn)對比

表4（完） 硬度計允許的示值誤差和允許的示值重復(fù)性各國標(biāo)準(zhǔn)對比

3.2.8  檢驗報告和校準(zhǔn)證書
    新標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定了檢驗報告（或）校準(zhǔn)證書應(yīng)包含的內(nèi)容，BSEN10109和ASTM E-18也有類似規(guī)定；原國標(biāo)GB/T2848 、GB/T3774中無規(guī)定，該方面的內(nèi)容為新增加項。
3.2.9  其他
    3.2.9.1  原國標(biāo)GB/T2848、GB/T3774中還有“成套性”、“標(biāo)志、包裝及隨機文件”兩章內(nèi)容，在本次修訂 后的新標(biāo)準(zhǔn)中全部取消，ISO6508、BSEN10109、ASTM E-18中也都無該兩方面內(nèi)容。一方面這是我國標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)接軌的結(jié)果，另 一方面也是作為國家標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)有的正確定位。國家標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)規(guī)定必須的原則、技術(shù)指標(biāo)、技術(shù)條件，而產(chǎn)品的成套性諸如配幾個附件 、配幾個硬度塊、配什么隨機文件，采用什么樣的標(biāo)志，再如產(chǎn)品的名稱、型號、銘牌、包裝形式等，這些細(xì)節(jié)的東西*是硬度 計生產(chǎn)企業(yè)自主決定，并體現(xiàn)企業(yè)自主個性的事項，不宜在國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)定，應(yīng)在企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)層次體現(xiàn)，這樣企業(yè)可以更靈活地 展現(xiàn)企業(yè)特點，去適應(yīng)國內(nèi)、市場的選擇。
    3.2.9.2  新標(biāo)準(zhǔn)增加了規(guī)范性附錄“硬度計的重復(fù)性”，在該附錄中以圖示方式示出了洛氏硬度（A、B、C、 D、E、F、G、H、K）標(biāo)尺和表面洛氏（N、T）標(biāo)尺的允許示值重復(fù)性。原國標(biāo)GB/T2848、GB/T3774以及美國標(biāo)準(zhǔn)ASTM E-18無此內(nèi)容 ；歐洲標(biāo)準(zhǔn)BSEN有類似附錄，具體指標(biāo)稍有差異。
4  結(jié)論
    4.1  新標(biāo)準(zhǔn)在結(jié)構(gòu)上較原標(biāo)準(zhǔn)有很大差異，統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)號下包含的內(nèi)容更豐富、完整、完善，更加利于使用 者檢索、應(yīng)用、貫徹標(biāo)準(zhǔn)。
    4.2  新國標(biāo)與ISO標(biāo)準(zhǔn)高度一致，有利于洛氏硬度測量技術(shù)水平保持與同步，有利于上經(jīng)常進(jìn)行 的硬度比對，從而促進(jìn)學(xué)術(shù)交流和貿(mào)易。
    4.3  新舊標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)內(nèi)容和指標(biāo)要求上有一定程度的變化，需要計量檢定部門、硬度計用戶單位高度重視， 停止原國標(biāo)的使用，從2003年5月1日起按新標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
    4.4  新標(biāo)準(zhǔn)合并了洛氏、表面洛氏兩方面的標(biāo)準(zhǔn)，但國內(nèi)絕大多數(shù)硬度計仍然是洛氏、表面洛氏硬度計分開 ，目前僅時代集團的TH320等極少數(shù)新開發(fā)出的機型與新國標(biāo)*一致，這一方面與上差距較大，有待提高。需要硬度計生產(chǎn)企 業(yè)加強研發(fā)，生產(chǎn)出與同步、*符合新標(biāo)準(zhǔn)的硬度計。
 
參考文獻(xiàn)
    1. GB/T230.2-2002《金屬洛氏硬度試驗  第2部分：硬度計(A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T標(biāo)尺)的檢驗 與校準(zhǔn)》
    2. GB/T2848-1992《洛氏硬度計  技術(shù)條件》
    3. GB/T3773-1993《表面洛氏硬度計  技術(shù)條件》
    4. BS EN10109-2：1996，《Metallic materials- Hardness test，Part 2. Verification of Rockwell hardness testing machines (scales A，B，C，D，E，F(xiàn)，G，H，K，N，T)》
    5. ASTM E 18-1994 《Standard Test Methods for Rockwell Hardness and Rockwell Superficial Hardness of Metallic Materials》