國(guó)際間標(biāo)準(zhǔn)硬度計(jì)量比對(duì)

        由于硬度計(jì)量和檢測(cè)方法的特點(diǎn)，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展中得到日益廣泛的應(yīng)用和重視。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）和國(guó)際法制計(jì)量組織（OIML）以及很多國(guó)家都制定一系列有關(guān)硬度計(jì)量及試驗(yàn)方法的規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)。特別是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)較為詳盡。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）是一個(gè)由眾多會(huì)員國(guó)組成的聯(lián)合組織。它所制定的標(biāo)準(zhǔn)首先是由專業(yè)的技術(shù)委員提出草案，然后提交各成員團(tuán)體表決，需取得至少75%參加表決的成員團(tuán)體的同意，才能作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布。因此，ISO標(biāo)準(zhǔn)是照顧到眾多成員國(guó)的，它適應(yīng)性廣，精度放得較寬，特別是由于沒(méi)有國(guó)際統(tǒng)一的硬度基準(zhǔn)器和傳遞系統(tǒng)，它具有明顯的世界性影響。但目前并非是世界上具有法律性的國(guó)際硬度標(biāo)準(zhǔn)。因此，各國(guó)的硬度計(jì)量及試驗(yàn)法標(biāo)準(zhǔn)之間或與ISO之間只能說(shuō)大體相同或互有補(bǔ)充。

        我國(guó)是ISO組織的成員國(guó)，自改革開(kāi)放后早已注意到與ISO標(biāo)準(zhǔn)一致的問(wèn)題，在修訂和建立硬度試驗(yàn)方法中，多等效采用ISO標(biāo)準(zhǔn)，但有些為結(jié)合我國(guó)國(guó)情，只保留微小差別。

        我國(guó)自加入WTO以后，國(guó)際交往更頻繁，因此，對(duì)國(guó)外有關(guān)硬度計(jì)量檢定和檢測(cè)方法以及與硬度應(yīng)用相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)有所了解，如在進(jìn)出口貿(mào)易中，對(duì)對(duì)方硬度測(cè)試精度、檢測(cè)方法特點(diǎn)等有所了解，將會(huì)處于主動(dòng)地位。為此，將介紹ISO和ASTM（美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)）等有關(guān)硬度計(jì)量檢定和檢測(cè)方法以及與應(yīng)用相關(guān)的硬度檢測(cè)規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)號(hào)（主要常用方法標(biāo)準(zhǔn)號(hào)，不是全部的），供讀者在需要時(shí)進(jìn)一步檢索。

一、國(guó)際比對(duì)

        硬度計(jì)量測(cè)試作為生產(chǎn)過(guò)程中的品質(zhì)控制及產(chǎn)品驗(yàn)收的重要手段之一，在國(guó)際上同樣受到重視，隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的形成和發(fā)展，各國(guó)之間的交流和合作更加活躍，人們?cè)絹?lái)越關(guān)心各國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)，硬度量值是否相近和一致，如果示值一致，在不久的將來(lái)就可以達(dá)到互相認(rèn)可對(duì)方的檢測(cè)結(jié)果，實(shí)現(xiàn)免檢。極大的推動(dòng)相互合作。為此近年來(lái)各國(guó)之間紛紛進(jìn)行雙邊的、區(qū)域性的、或主要工業(yè)國(guó)家之間的各種硬度值比對(duì)。我國(guó)參加了這些國(guó)際比對(duì)，取得較好結(jié)果。

        1. 1994年中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院（NIM）與意大利國(guó)家計(jì)量研究所（IMGC）進(jìn)行了洛氏硬度值的比對(duì)。比對(duì)結(jié)果見(jiàn)下表，兩國(guó)硬度值接近，尤其是HRC標(biāo)尺差值不大于0.1 HRC。

中國(guó)（MIM）與意大利（IMGC）洛氏硬度值比對(duì)結(jié)果

        2. 1995～1996年，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院參加了由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院（NIST）組織的“建立一個(gè)世界通用的采用標(biāo)準(zhǔn)金剛石壓頭的洛氏硬度標(biāo)尺”項(xiàng)目，中、美、意及日本國(guó)家計(jì)量研究所、德國(guó)聯(lián)邦材料檢驗(yàn)研究院等參加了本項(xiàng)目。

圖1 同一壓頭在各國(guó)基準(zhǔn)儀器上測(cè)試的對(duì)比結(jié)果

        組織者希望通過(guò)一系列國(guó)際比對(duì)證明，只要采用幾何形狀經(jīng)過(guò)嚴(yán)格檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)金剛石壓頭、采用相同或近似的試驗(yàn)條件等程序，以及準(zhǔn)確、可靠的國(guó)家基準(zhǔn)儀器，就可以得到可以比較的，相差較小的測(cè)量結(jié)果，從而探索建立一個(gè)世界通用的洛氏硬度標(biāo)尺，達(dá)到統(tǒng)一示值的目的。圖1為采用同一金剛石壓頭，由5個(gè)國(guó)家的國(guó)家基準(zhǔn)測(cè)得的硬度值，5個(gè)國(guó)家基準(zhǔn)的硬度變化范圍為（-0.1～+0.16）HRC，甚為接近。圖2為5個(gè)國(guó)家基準(zhǔn)儀器，采用各自的基準(zhǔn)壓頭得到的硬度值，5個(gè)國(guó)家相差范圍為（-0.29～+0.38）HRC，這個(gè)結(jié)果比圖1的結(jié)果相關(guān)大一些，這就是各自壓頭帶來(lái)的誤差。NIST采用11個(gè)壓頭進(jìn)行的比對(duì)試驗(yàn)，其變化范圍為（-0.17～0.23）HRC。以上試驗(yàn)說(shuō)明，金剛石壓頭是硬度值主要誤差來(lái)源，因此，其幾何形狀必經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢驗(yàn)。

表2 各國(guó)的基準(zhǔn)壓頭和基準(zhǔn)儀器比對(duì)結(jié)果

        3. 1998年，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院參加了歐共體德國(guó)MPA NRW組織的類似的國(guó)際比對(duì)（Worldwide unified Scale Rockwell with conical indenter）,SMT4 CT96-2096(DG-CZJU)大部分歐洲及中、日、美等國(guó)家參加。

        1998年亞太組織APMP也組織了一次硬度值國(guó)際比對(duì)（APMP Intercomparison on Hardness）。另外，1994年中國(guó)與德國(guó)（PTB）維氏硬度值（HV 33）比對(duì)結(jié)果，見(jiàn)下表。

        在所有以上國(guó)際比對(duì)中，我國(guó)硬度基準(zhǔn)值與世界上發(fā)達(dá)國(guó)家國(guó)孫比對(duì)先結(jié)果相互相差非常微小，這說(shuō)明我國(guó)國(guó)家硬度基準(zhǔn)及檢定、測(cè)試均具有國(guó)際先進(jìn)水平。

        這一系列的國(guó)際比對(duì)都是為了相互了解各國(guó)硬度示值的精度和差異情況，探討縮小、統(tǒng)一示值的途徑，這是為保障今后國(guó)際經(jīng)濟(jì)合作活動(dòng)的開(kāi)展，是有非常積極意義的。

二、展望

        目前硬度量值的傳遞系統(tǒng)如圖3a所示。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)硬度之間依靠相比對(duì)來(lái)聯(lián)系。設(shè)想的硬度傳遞系統(tǒng)如圖3b，即將來(lái)建立國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)硬度裝置后的情況。

表3 硬度量值的傳遞系統(tǒng)