DIN 50156-3-2006 金属材料.里氏硬度试验.第3部分参考试块的校准

April 2006DEUTSCHE NORM Entwurf Normenausschuss Materialprüfung (NMP) im DIN Preisgruppe 8DIN Deutsches Institut für Normung e.V. · Jede Art der Vervielfältigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut für Normung e.V., Berlin, gestattet. ICS 77.040.10 Dieser Norm-Entwurf wird der Öffentlichkeit zur Prüfung und Stellungnahme vorgelegt. Weil die beabsichtigte Norm von der vorliegenden Fassung abweichen kann, ist die Anwendung dieses Entwurfes besonders zu vereinbaren. Stellungnahmen werden erbeten Anwendungswarnvermerk !,j%1" 9710214 www.din.de D – vorzugsweise als Datei per E-Mail an nmp@din.de in Form einer Tabelle. Die Vorlage dieser Tabelle kann im Internet unter www.din.de/stellungnahme abgerufen werden; – oder in Papierform an den Normenausschuss Materialprüfung (NMP) im DIN, 10772 Berlin (Hausanschrift: Burggrafenstr. 6, 10787 Berlin). Entwurf DIN 50156-3 Metallische Werkstoffe – Härteprüfung nach Leeb – Teil 3: Prüfung von Härtevergleichsplatten Metallic materials – Leeb hardness test – Part 3: Calibration of reference blocks Matériaux métalliques – Essai de dureté Leeb – Partie 3: Etalonnage des blocs de référence © Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin Einsprüche bis 2006-07-31 www.beuth.de Gesamtumfang 11 Seiten Die Empfänger dieses Norm-Entwurfs werden gebeten, mit ihren Kommentaren jegliche relevante Patentrechte, die sie kennen, mitzuteilen und unterstützende Dokumentationen zur Verfügung zu stellen. B55EB1B3C7662F79D1B59483A53B9F2F82C98BEEB79397AF45904CBBD7E2029260F65D48ABF3588B99B875AA0845518EA00E82ED1CE77652F32C68F20C812CF6157494BB512B0AB91B73404CC1EB6734A7A40263CAEEA190EE7768D15D9D4E5DB877FF99AD8FD3A9A359B430A09CB33ABD7F5FB88A40FB4B977139A29895FB82 N or m en -D ow nl oa d- Be ut h- DI N De ut sc he s In st itu t f ür N or m un g e. V . N A M at er ia lp rü fu ng -K dN r.6 92 78 09 -L fN r.3 14 70 65 00 1- 20 06 -0 3- 21 1 4: 25 Nu r f ür die N orm un gs arb eit E DIN 50156-3:2006-04 2 Inhalt Seite Vorwort ...............................................................................................................................................................3 1 Anwendungsbereich ............................................................................................................................3 2 Normative Verweisungen.....................................................................................................................3 3 Herstellung der Härtevergleichsplatten .............................................................................................3 4 Härte-Bezugsnormalmesseinrichtung (H-BNME)..............................................................................4 5 Kalibriervorgang ...................................................................................................................................5 6 Anzahl der Prüfeindrücke ....................................................................................................................5 7 Gleichmäßigkeit der Härte ...................................................................................................................5 8 Kennzeichnung .....................................................................................................................................6 9 Gültigkeit ...............................................................................................................................................6 Anhang A (informativ) Messunsicherheit des Mittelwertes der Härte der Härtevergleichsplatten............7 Literaturhinweise .............................................................................................................................................11 �������� �� B55EB1B3C7662F79D1B59483A53B9F2F82C98BEEB79397AF45904CBBD7E2029260F65D48ABF3588B99B875AA0845518EA00E82ED1CE77652F32C68F20C812CF6157494BB512B0AB91B73404CC1EB6734A7A40263CAEEA190EE7768D15D9D4E5DB877FF99AD8FD3A9A359B430A09CB33ABD7F5FB88A40FB4B977139A29895FB82 N or m en -D ow nl oa d- Be ut h- DI N De ut sc he s In st itu t f ür N or m un g e. V . N A M at er ia lp rü fu ng -K dN r.6 92 78 09 -L fN r.3 14 70 65 00 1- 20 06 -0 3- 21 1 4: 25 Nu r f ür die N orm un gs arb eit E DIN 50156-3:2006-04 3 Vorwort Dieses Dokument wurde vom Arbeitskreis „Normung portabler Härteprüfverfahren“ des Arbeitsausschusses NMP 141 erarbeitet. DIN 50156, Metallische Werkstoffe — Härteprüfung nach Leeb besteht aus: — Teil 1: Prüfverfahren — Teil 2: Prüfung und Kalibrierung der Härteprüfgeräte — Teil 3: Kalibrierung von Härtevergleichsplatten 1 Anwendungsbereich Dieser Teil von DIN 50156 legt das Verfahren für die Kalibrierung von Härtevergleichsplatten, die bei der indirekten Prüfung von portablen Härteprüfgeräten nach E DIN 50156-2 verwendet werden, fest. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind für die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschließlich aller Änderungen). E DIN 50156-1, Metallische Werkstoffe — Härteprüfung nach Leeb — Teil 1: Prüfverfahren E DIN 50156-2, Metallische Werkstoffe — Härteprüfung nach Leeb — Teil 2: Prüfung und Kalibrierung der Härteprüfgeräte DIN EN ISO 4287:1998-10, Geometrische Produktspezifikationen (GPS) — Oberflächenbeschaffenheit: Tastschnittverfahren — Benennungen, Definitionen und Kenngrößen der Oberflächenbeschaffenheit (ISO 4287:1997); Deutsche Fassung EN ISO 4287:1998 3 Herstellung der Härtevergleichsplatten 3.1 Die Härtevergleichsplatte muss in einem speziellen Fertigungsverfahren hergestellt werden. ANMERKUNG Es sollte ein Fertigungsverfahren gewählt werden, das die notwendige Homogenität, Gefügestabilität und Gleichmäßigkeit der Härte gewährleistet. 3.2 Die Größe jeder zur Kalibrierung vorgesehenen metallischen Platte darf 54 mm Dicke, 90 mm Durchmesser und für den Gerätetyp G 70 mm Dicke und 120 mm Durchmesser nicht unterschreiten. 3.3 Die Härtevergleichsplatten dürfen nicht magnetisch sein. Bei Verwendung von Stahl wird eine Bestätigung des Herstellers empfohlen, dass die Platten nach dem Herstellungsprozess (vor der Kalibrierung) entmagnetisiert wurden. 3.4 Die Ebenheitstoleranz der Prüf- und Auflageflächen der Platte beträgt 0,01 mm. Die Parallelitätstoleranz beträgt 0,1 mm auf 100 mm. 3.5 Die Prüffläche muss frei von Kratzern sein, die die Messung der Härteeindrücke beeinflussen können. �������� �� B55EB1B3C7662F79D1B59483A53B9F2F82C98BEEB79397AF45904CBBD7E2029260F65D48ABF3588B99B875AA0845518EA00E82ED1CE77652F32C68F20C812CF6157494BB512B0AB91B73404CC1EB6734A7A40263CAEEA190EE7768D15D9D4E5DB877FF99AD8FD3A9A359B430A09CB33ABD7F5FB88A40FB4B977139A29895FB82 N or m en -D ow nl oa d- Be ut h- DI N De ut sc he s In st itu t f ür N or m un g e. V . N A M at er ia lp rü fu ng -K dN r.6 92 78 09 -L fN r.3 14 70 65 00 1- 20 06 -0 3- 21 1 4: 25 Nu r f ür die N orm un gs arb eit E DIN 50156-3:2006-04 4 Die maximal zulässige Oberflächenrauheit Ra darf 0,000 025 mm für die obere und die untere Prüffläche nicht überschreiten. Die Länge der Messstrecke l beträgt 0,80 mm (siehe DIN EN ISO 4287:1998-10, 3.1.9). 3.6 Um den Nachweis zu ermöglichen, dass nach dem Kalibrieren keine spanabhebende Bearbeitung an der Härtevergleichsplatte mehr erfolgt ist, muss auf der Platte die Dicke zur Zeit der Kalibrierung auf 0,1 mm angegeben werden. Eine andere Möglichkeit ist das Anbringen einer Beschriftung auf beiden Prüfflächen [siehe 8.1e)]. 4 Härte-Bezugsnormalmesseinrichtung (H-BNME) 4.1 Hierarchie der Rückführung 4.1.1 Nationale Leeb-Härtenormalmesseinrichtung1) nach dem Fallrohrprinzip mit Referenzspule, rückführ- bar auf Fallweg und Fallzeit, dazu Referenzschlagkörper, bei dem folgende Parameter direkt kalibriert sind: — Schlagkörpergeometrie — Schlagkörpermasse — Eindringkugeldurchmesser — Referenz A-Wert im Fallrohr (Materialsorte, Härte und Korngröße des Eindringkörperwerkstoffs werden vom Hersteller zertifiziert) Die Leeb-Härtenormalmesseinrichtung kalibriert Referenzhärtevergleichsplatten in Leeb-Härte für akkreditierte Kalibrierlaboratorien für Härte. 4.1.2 Leeb-Härtebezugsnormalmesseinrichtung in akkreditierten Kalibrierlaboratorien für Härte, bestehend aus einem Leeb-Referenzhärteprüfgerät. Das Leeb-Referenzhärteprüfgerät besteht aus den in Tabelle 1 dargestellten Komponenten. Tabelle 1 — Komponenten des Leeb-Referenzhärteprüfgerätes und ihre Kalibrierung Komponente des Leeb- Referenzhärteprüfgerätes Kalibrierung der Komponente Beispiel Toleranz Typ D Schlagkörper Kalibrierung geometrischer Maße und der Masse ± 0,03 mm ± 0,03 g Anschlagkappe Kalibrierung des Abstandes zwischen Aufstellfläche Anschlagkappe und Führungsrohrende ± 0,15 mm Schlaggerät — — Kabel Durchgangsprüfung — Elektronikeinheit mit A-Wert-Anzeige Kalibrierung mit Referenzsignal aus Fallrohr der Leeb- Härtenormalmesseinrichtung1) ± 0,05 V 1) befindet sich in der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) Braunschweig. �������� �� B55EB1B3C7662F79D1B59483A53B9F2F82C98BEEB79397AF45904CBBD7E2029260F65D48ABF3588B99B875AA0845518EA00E82ED1CE77652F32C68F20C812CF6157494BB512B0AB91B73404CC1EB6734A7A40263CAEEA190EE7768D15D9D4E5DB877FF99AD8FD3A9A359B430A09CB33ABD7F5FB88A40FB4B977139A29895FB82 N or m en -D ow nl oa d- Be ut h- DI N De ut sc he s In st itu t f ür N or m un g e. V . N A M at er ia lp rü fu ng -K dN r.6 92 78 09 -L fN r.3 14 70 65 00 1- 20 06 -0 3- 21 1 4: 25 Nu r f ür die N orm un gs arb eit E DIN 50156-3:2006-04 5 Die Leeb-Härtebezugsnormalmesseinrichtung wird nach der direkten Kalibrierung mit einem Satz aus 3 Leeb- Referenzhärtevergleichsplatten indirekt kalibriert. Dieser Satz Härtevergleichsplatten dient zur Kalibrierung von Leeb-Härteprüfgeräten von Kalibrierlaboratorien für Härte. 4.2 Die Härte-Bezugsnormalmesseinrichtung muss in Zeitabständen, die zwölf Monate nicht überschreiten dürfen, kalibriert werden. 4.3 Die Geräte für die Prüfung der Leeb-Härtebezugsnormalmesseinrichtung müssen an die nationalen Normale angeschlossen sein. 4.4 Das Auflösungsvermögen der Leeb-Härtebezugsnormalmesseinrichtung muss mindestens 1,0 HL betragen. 5 Kalibriervorgang 5.1 Die Härtevergleichsplatten müssen auf einer Härte-Bezugsnormalmesseinrichtung nach den Festlegungen in Tabelle 1 bei einer Temperatur von (23 ± 5) °C kalibriert werden. Es ist die in E DIN 50156-1 festgelegte Vorgehensweise anzuwenden. ANMERKUNG Während der Kalibrierung sollte die thermische Drift 1 °C nicht überschreiten. 5.2 Die Härtevergleichsplatten werden auf eine Stahlplatte, die eine Dicke von etwa 50 mm und eine Masse von etwa 50 kg aufweist und deren Auflagefläche mit einer Ebenheit von 0,01 mm geschliffen ist, aufgelegt. Zur Ankopplung dient eine dünne Plastikfolie zwischen der Stahlplatte und der Härtevergleichsplatte. 6 Anzahl der Prüfeindrücke Auf jeder Härtevergleichsplatte müssen auf ihrer Ober- und Unterseite je 10 gleichmäßig über die gesamte Prüffläche verteilte Prüfeindrücke erzeugt werden. 7 Gleichmäßigkeit der Härte 7.1 Die Werte HL1, HL2, ... , HL10 und HL11, HL12, …, HL20 stellen die Leeb-Härtewerte für die beiden Seiten A und B der Härtevergleichsplatte dar, die nach zunehmender Größe geordnet sind. 10 ... 10 ... 201211 B 1021 A HLHLHL HL HLHLHL HL +++= +++= (1) Die Spannweite der Härtevergleichsplatte unter den vorgegebenen Kalibrierbedingungen wird wie folgt definiert: RA = HL10 – HL1 (2) RB = HL20 – HL11 und prozentual als RrelA,B angegeben: �������� �� B55EB1B3C7662F79D1B59483A53B9F2F82C98BEEB79397AF45904CBBD7E2029260F65D48ABF3588B99B875AA0845518EA00E82ED1CE77652F32C68F20C812CF6157494BB512B0AB91B73404CC1EB6734A7A40263CAEEA190EE7768D15D9D4E5DB877FF99AD8FD3A9A359B430A09CB33ABD7F5FB88A40FB4B977139A29895FB82 N or m en -D ow nl oa d- Be ut h- DI N De ut sc he s In st itu t f ür N or m un g e. V . N A M at er ia lp rü fu ng -K dN r.6 92 78 09 -L fN r.3 14 70 65 00 1- 20 06 -0 3- 21 1 4: 25 Nu r f ür die N orm un gs arb eit E DIN 50156-3:2006-04 6 ( B 1120 relB A 110 relA )(100 )100 HL LHHL R HL HLHL R −= −= in % (3) 7.2 Die maximal zulässige Spannweite einer Härtevergleichsplatte muss ≤ 11 HL sein. 7.3 Die Abschätzung der Messunsicherheit der Härtevergleichsplatten ist im Anhang A angegeben. 8 Kennzeichnung 8.1 Jede Härtevergleichsplatte muss mindestens folgende Kennzeichnungen aufweisen (bevorzugt als Gravur auf dem äußeren Rand der Prüfflächen): a) den bei der Kalibrierung ermittelten arithmetischen Mittelwert der Leeb-Härte unter Angabe des Gerätetyps, z. B. 799 HLD; b) Name oder Zeichen des Herstellers oder Lieferers der Härtevergleichsplatten; c) Name oder Zeichen der kalibrierenden Institution; d) Identifikationsnummer; e) Dicke der Härtevergleichsplatte oder die entsprechenden Kennzeichen auf den Prüfflächen; f) Jahr der Kalibrierung, wenn es nicht in der Identifikationsnummer enthalten ist. 8.2 Jede ausgelieferte Härtevergleichsplatte muss ein Begleitdokument (Kalibrierschein) besitzen, das mindestens folgende Informationen enthält: a) einen Hinweis auf diesen Teil von E DIN 50156; b) die Kennzeichnung der Härtevergleichsplatte nach 8.1; c) das Datum der Kalibrierung; d) den arithmetischen Mittelwert der Kalibrierwerte und den Wert, der die Spannweite der Härte- vergleichsplatte angibt (siehe 7.1); e) die Messunsicherheit der Kalibrierwerte. 9 Gültigkeit Die Härtevergleichsplatte ist nur gültig für die Prüfbedingung, für die sie kalibriert wurde, und nur so lange gültig, wie sie die in Abschnitt 3 festgelegten Anforderungen erfüllt. ANMERKUNG Die Gültigkeit der Kalibrierung sollte auf fünf Jahre begrenzt werden. �������� �� B55EB1B3C7662F79D1B59483A53B9F2F82C98BEEB79397AF45904CBBD7E2029260F65D48ABF3588B99B875AA0845518EA00E82ED1CE77652F32C68F20C812CF6157494BB512B0AB91B73404CC1EB6734A7A40263CAEEA190EE7768D15D9D4E5DB877FF99AD8FD3A9A359B430A09CB33ABD7F5FB88A40FB4B977139A29895FB82 N or m en -D ow nl oa d- Be ut h- DI N De ut sc he s In st itu t f ür N or m un g e. V . N A M at er ia lp rü fu ng -K dN r.6 92 78 09 -L fN r.3 14 70 65 00 1- 20 06 -0 3- 21 1 4: 25 Nu r f ür die N orm un gs arb eit E DIN 50156-3:2006-04 7 Anhang A (informativ) Messunsicherheit des Mittelwertes der Härte der Härtevergleichsplatten ANMERKUNG Die für die Definition und Weitergabe der Härteskalen erforderliche metrologische Kette ist in E DIN 50156-1:2006-04, Bild 1 angegeben. A.1 Direkte Kalibrierung der Härte-Bezugsnormalmesseinrichtung A.1.1 Kalibrierung der geometrischen Parameter des Schlagkörpers und der Anschlagkappe Siehe E DIN 50156-2:2006-04, 4.2. A.1.2 Kalibrierung des Signals der Elektronikeinheit Siehe E DIN 50156-2:2006-04, 4.3. A.2 Indirekte Kalibrierung der Härte-Bezugsnormalmesseinrichtung Durch die indirekte Kalibrierung mit Referenz-Härtevergleichsplatten wird die Gesamtfunktion der Leeb- Härtebezugsnormalmesseinrichtung überprüft und die Wiederholpräzision und die Abweichung der Leeb- Härtebezugsnormalmesseinrichtung vom Istwert der Härte bestimmt. Die Messunsicherheit der indirekten Kalibrierung der Leeb-Härtebezugsnormalmesseinrichtung berechnet sich nach folgender Gleichung: 2 ms 2 DCRM 2 1xCRM 2 CRMCM uuuuu +++= −− (A.1) wobei: uCRM Kalibrierunsicherheit der Referenz-Härtevergleichsplatte entsprechend dem Kalibrierzeugnis für k = 1 uxCRM–1 Wiederholpräzision der Leeb-Härtebezugsnormalmesseinrichtung uCRM–D Härteänderung der Referenz-Härtevergleichsplatte seit ihrer letzten Kalibrierung aufgrund von Drift ums Standardunsicherheit aufgrund der Auflösung des Messsystems BEISPIEL (siehe Tabellen A.1, A.2, A.3 und A.4) Referenz-Härtevergleichsplatte: 767 HLD Messunsicherheit der Referenz-Härtevergleichsplatte uxCRM = 2,5 HLD Zeitliche Drift der Referenz-Härtevergleichsplatte uCRM-D = 0 Auflösung des Messsystems δms = 1 HLD �������� �� B55EB1B3C7662F79D1B59483A53B9F2F82C98BEEB79397AF45904CBBD7E2029260F65D48ABF3588B99B875AA0845518EA00E82ED1CE77652F32C68F20C812CF6157494BB512B0AB91B73404CC1EB6734A7A40263CAEEA190EE7768D15D9D4E5DB877FF99AD8FD3A9A359B430A09CB33ABD7F5FB88A40FB4B977139A29895FB82 N or m en -D ow nl oa d- Be ut h- DI N De ut sc he s In st itu t f ür N or m un g e. V . N A M at er ia lp rü fu ng -K dN r.6 92 78 09 -L fN r.3 14 70 65 00 1- 20 06 -0 3- 21 1 4: 25 Nu r f ür die N orm un gs arb eit E DIN 50156-3:2006-04 8 Tabelle A.1 — Ergebnisse der indirekten Kalibrierung Nr Angezeigter Härtewert HLD 1 763 2 768 3 767 4 768 5 764 6 767 7 765 8 767 9 770 10 769 Mittelwert 766,8 Standardabweichung sxCRM-1 2,2 Standardmessunsicherheit uxCRM-1 0,74 =⋅= −− n 1xCRM 1xCRM stu 0,74 HL (A.2) (t = 1,06 für n = 10) Tabelle A.2 — Messunsicherheitsbudget Größe Xi Schätzwert xi Standardmess- unsicherheit u(xi) Verteilungstyp Empfindlich-keitskoeffizient ci Beitrag zur Unsicherheit ui(H) uCRM 767 HLD 2,5 HLD Normal 1,0 2,5 HLD uxCRM–1 0 HLD 0,74 HLD Normal 1,0 0,74 HLD ums 0 HLD 0,29 HLD Rechteck 1,0 0,29 HLD uCRM–D 0 HLD 0 HLD Dreieck 1,0 0 HLD Kombinierte Messunsicherheit uCM 2,62 HLD Erweiterte Messunsicherheit UCM (bei k=2) 5,25 HLD �������� �� B55EB1B3C7662F79D1B59483A53B9F2F82C98BEEB79397AF45904CBBD7E2029260F65D48ABF3588B99B875AA0845518EA00E82ED1CE77652F32C68F20C812CF6157494BB512B0AB91B73404CC1EB6734A7A40263CAEEA190EE7768D15D9D4E5DB877FF99AD8FD3A9A359B430A09CB33ABD7F5FB88A40FB4B977139A29895FB82 N or m en -D ow nl oa d- Be ut h- DI N De ut sc he s In st itu t f ür N or m un g e. V . N A M at er ia lp rü fu ng -K dN r.6 92 78 09 -L fN r.3 14 70 65 00 1- 20 06 -0 3- 21 1 4: 25 Nu r f ür die N orm un gs arb eit E DIN 50156-3:2006-04 9 A.3 Messunsicherheit von Härtevergleichsplatten Die Messunsicherheit von Härtevergleichsplatten ergibt sich aus der Gleichung: 2 2xCRM 2 CMCRM −+= uuu (A.3) Dabei ist uCM Unsicherheit der Härte-Bezugsnormalmesseinrichtung uxCRM–2 Standardmessunsicherheit aufgrund der Inhomogenität der Härteverteilung auf der Härte- vergleichsplatte Tabelle A.3 — Bestimmung der Inhomogenität der Härtevergleichsplatte Nr Berechneter Härtewert HCRM, HLD 1 764 2 770 3 768 4 768 5 765 6 770 7 766 8 767 9 772 10 771 Mittelwert 766,8 Standardabweichung sxCRM-2 2,2 Standardmessunsicherheit uxCRM-2 0,87 Standardunsicherheit des CRM 10 2xCRM 2xCRM −− ⋅= stu (A.4) mit t = 1,06 und n = 10: uxCRM–2 = 0,86 HLD �������� �� B55EB1B3C7662F79D1B59483A53B9F2F82C98BEEB79397AF45904CBBD7E2029260F65D48ABF3588B99B875AA0845518EA00E82ED1CE77652F32C68F20C812CF6157494BB512B0AB91B73404CC1EB6734A7A40263CAEEA190EE7768D15D9D4E5DB877FF99AD8FD3A9A359B430A09CB33ABD7F5FB88A40FB4B977139A29895FB82 N or m en -D ow nl oa d- Be ut h- DI N De ut sc he s In st itu t f ür N or m un g e. V . N A M at er ia lp rü fu ng -K dN r.6 92 78 09 -L fN r.3 14 70 65 00 1- 20 06 -0 3- 21 1 4: 25 Nu r f ür die N orm un gs arb eit E DIN 50156-3:2006-04 10 Tabelle A.4 — Messunsicherheit der Härtevergleichsplatte Härte der Härtevergleichsplatte HCRM, HLD Inhomogenität der Härtevergleichsplatte uxCRM–2, HLD Messunsicherheit der Härte- Bezugsnormalmess- einrichtung uCM, HLD