馬 煒

全國試驗機標準化技術(shù)委員會，時代集團

    摘要  介紹了從2003年5月1日起開始實施的金屬洛氏硬度試驗國家標準GB/T230.2-2002；對比分析了新舊國標的技術(shù)內(nèi)容，同時將有關(guān)金屬洛氏硬度計的歐洲標準BS EN10109-2以及美國標準ASTM E 18一并進行對比分析；明確了新、舊洛氏硬度計國家標準以及與國外標準的差異。

    關(guān)鍵詞  金屬洛氏硬度試驗，標準，硬度計

 

Mawei

(National Technical Committee for Standardization of Testing Machine, Time Group Inc.)

 

    ABSTRACT The national standard GB/T230.2-2002 about Metallic Rockwell hardness test which put into practice on May 1^st, 2003 is introduced. As well as the technical contents of the new standard and the revocatory standard, also European standard BS EN10109-2 and the American standard ASTM E 18 about Metallic Rockwell hardness testing machine are compared.

    KEY WORDS Metallic Rockwell hardness test, Standard, Hardness testing machine

 

    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準：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標尺)的檢驗與校準》、GB/T230.3-2002《金屬洛氏硬度試驗  第3部分：標準硬度塊(A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T標尺)的標定》。該標準是由國家質(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)的國家標準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項標準同時廢止。因此本文就新國標的起草背景、新舊國標（第2部分：硬度計的檢驗與校準部分）的技術(shù)內(nèi)容進行介紹和對比分析，同時將歐洲標準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)》，以及美國標準ASTM E 18-1994 《Standard Test Methods for Rockwell Hardness and Rockwell Superficial Hardness of Metallic Materials》的相關(guān)內(nèi)容也一并進行分析，旨在對我國的新、舊洛氏硬度計國家標準差異有明確的分析了解，對我國標準在國際上的技術(shù)水平進行有效評估。

 

 

    洛氏硬度計新國家標準的制定是在我國加入WTO的大背景下進行的。眾所周知，對任何一個國家，標準的制定具有重要的意義：國家標準是提高生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量，推進國際貿(mào)易，保護消費者權(quán)益必不可少的手段和依據(jù)。但是各個國家的技術(shù)法規(guī)和標準各不相同，不同的標準太多或標準的制定和實施不當，將給生產(chǎn)企業(yè)和出口商造成困難，甚至成為保護主義的借口，成為國際貿(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，積極采用國際標準和國外先進標準是我國一項重要的技術(shù)經(jīng)濟政策；我國的標準化工作原則就是積極采用國際標準，與國際標準接軌，方便國際貿(mào)易和技術(shù)交流。在金屬硬度試驗標準方面，經(jīng)“全國試驗機標準化技術(shù)委員會”與“全國鋼標準化技術(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準在修訂時均與國際標準（ISO）一致做相應(yīng)的調(diào)整和修訂，并按部分發(fā)布。

    本標準是根據(jù)原國家機械工業(yè)局《2000年機械工業(yè)標準制修訂項目計劃》下達的任務(wù)而進行的，標準由全國試驗機標準化技術(shù)委員會歸口，由長春試驗機研究所負責(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準基礎(chǔ)上，修改采用國際標準ISO6508英文第一版而進行的。

 

    本次洛氏硬度試驗國家標準的修訂變化是非常大的，技術(shù)內(nèi)容與國際標準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準，在同一個標準號下按部分發(fā)布。這與國際標準是一致的，國際標準化組織（ISO）第164技術(shù)委員會ISO/TC164近幾年來對硬度試驗方面的國際標準進行了合并、調(diào)整和修訂。1999年對有關(guān)洛氏硬度的六項單獨的國際標準進行了合并修訂，并保留了原來洛氏硬度試驗方法的國際標準編號ISO6508，重新命名了總的標準名稱為“金屬材料 洛氏硬度試驗”，其下又分為三個部分，見表1。

表1.  洛氏硬度國際標準合并修訂情況

    本次國家標準的修訂保持與ISO標準一致，也進行了大幅度的結(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準編號：“GB/T 230”，重新命名了總的標準名稱為：“金屬洛氏硬度試驗”，其下再分為三個部分，見表2。

表2.  洛氏硬度國家標準合并修訂情況

 

    除了上述結(jié)構(gòu)性內(nèi)容調(diào)整外，新國標在層次劃分、章條設(shè)定、編寫方法、技術(shù)指標方面與ISO6508完全一致，同時根據(jù)GB/T1.1-2000 《標準化工作導(dǎo)則  第1部分：標準的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則》對格式進行了重新編排，以符合我國標準的編寫規(guī)則。

 

    本文主要對GB/T230.2部分進行分析，參考對比原國標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》、歐洲標準BS EN10109-2：1996，以及美國標準ASTM  E 18-1994。由于新國標與ISO6508技術(shù)內(nèi)容上完全一致，因此不再列出ISO6508內(nèi)容。

    新國標GB230.2適用范圍擴大，覆蓋的標尺有HRA、HRB、HRC、HRD、HRE、HRF、HRG、HRH、HRK、HR15N、HR15T、HR30N、HR30T、HR45N、HR45T共15個。

    這15個標尺在原國標中是分在兩個獨立的標準中的，GB/T2848覆蓋前9個（A~K），GB/T3773覆蓋后6個（HR15N~HR45T）。

    另外新標準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。

    新國標在“規(guī)范性引用文件”章中，直接引用了與ISO6508中引用的國際標準相對應(yīng)的我國國家標準，這些標準均已不同程度地轉(zhuǎn)化成我國國家標準。與原國標有較大差異。

    新國標在“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)

    與原國標相比無實質(zhì)上的差異，最明顯的不同是對“機架變形”最大允許量的要求放寬了：新國標規(guī)定，測量裝置的讀數(shù)“在硬度計最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GB/T2848中這二個指標分別是1.0和0.5洛氏單位；GB/T3773則規(guī)定為1.0表面洛氏單位。在歐洲標準BS EN10109中此項規(guī)定分別為1.5和0.5洛氏單位；而美國標準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。

 

    新標準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、壓頭的檢驗、壓痕深度測量裝置的校準、試驗循環(huán)時間的檢驗，而且建議直接檢驗溫度宜在（23±5℃）進行。直接檢驗的具體項目有增有刪，對項目內(nèi)容逐項進行對比分析，結(jié)果見表3。

 

    新標準規(guī)定間接檢驗應(yīng)在（23±5℃）范圍進行，如果超出，應(yīng)在檢驗報告中注明。

    新標準規(guī)定，“硬度計應(yīng)對其將使用的每一個標尺進行檢驗”，并列表給出了每一待檢驗的標尺的硬度范圍。這些范圍段與原標準基本相同，只是在具體數(shù)值上有微小差異。

    每一個標尺、每一個硬度范圍段的允許示值誤差和允許示值重復(fù)性各標準差異較大，對比分析見表4。

 

    原國標GB/T2848、GB/T3774中均單獨列出“試驗方法”一章，詳細規(guī)定了試驗條件、試驗用器具以及每一條檢驗的具體方法，在新國標中全部取消。在ISO6508、BSEN10109、ASTM E-18中，同樣無本章節(jié)內(nèi)容。

    作為國家級標準應(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)自己的標準來規(guī)定，這也是國際慣例。因此新標準與國際標準保持一致，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)指標對比

 

表3（完） 洛氏硬度計直接檢驗項目技術(shù)指標對比

 

    新國標明確規(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水平和使用次數(shù)而定，最大不應(yīng)超過12個月。

    原國標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)定與新國標相同；而ASTM E-18規(guī)定與新國標類似，區(qū)別僅在于間接檢驗時間最大不應(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)性各國標準對比

 

 

表4（完） 硬度計允許的示值誤差和允許的示值重復(fù)性各國標準對比

 

    新標準明確規(guī)定了檢驗報告（或）校準證書應(yīng)包含的內(nèi)容，BSEN10109和ASTM E-18也有類似規(guī)定；原國標GB/T2848、GB/T3774中無規(guī)定，該方面的內(nèi)容為新增加項。

    3.2.9.1  原國標GB/T2848、GB/T3774中還有“成套性”、“標志、包裝及隨機文件”兩章內(nèi)容，在本次修訂后的新標準中全部取消，ISO6508、BSEN10109、ASTM E-18中也都無該兩方面內(nèi)容。一方面這是我國標準與國際標準接軌的結(jié)果，另一方面也是作為國家級標準應(yīng)有的正確定位。國家標準應(yīng)規(guī)定必須的原則、技術(shù)指標、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，采用什么樣的標志，再如產(chǎn)品的名稱、型號、銘牌、包裝形式等，這些細節(jié)的東西完全是硬度計生產(chǎn)企業(yè)自主決定，并體現(xiàn)企業(yè)自主個性的事項，不宜在國家級標準進行規(guī)定，應(yīng)在企業(yè)標準層次體現(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)、國際市場的選擇。

    3.2.9.2  新標準增加了規(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）標尺和表面洛氏（N、T）標尺的允許示值重復(fù)性。原國標GB/T2848、GB/T3774以及美國標準ASTM E-18無此內(nèi)容；歐洲標準BSEN有類似附錄，具體指標稍有差異。

    4.1  新標準在結(jié)構(gòu)上較原標準有很大差異，統(tǒng)一的標準號下包含的內(nèi)容更豐富、完整、完善，更加利于使用者檢索、應(yīng)用、貫徹標準。

    4.2  新國標與ISO國際標準高度一致，有利于洛氏硬度測量技術(shù)水平保持與國際同步，有利于國際上經(jīng)常進行的硬度國際比對，從而促進學(xué)術(shù)交流和國際貿(mào)易。

    4.3  新舊標準在技術(shù)內(nèi)容和指標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，停止原國標的使用，從2003年5月1日起按新標準執(zhí)行。

    4.4  新標準合并了洛氏、表面洛氏兩方面的標準，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)出的機型與新國標完全一致，這一方面與國際上差距較大，有待提高。需要硬度計生產(chǎn)企業(yè)加強研發(fā)，生產(chǎn)出與國際同步、完全符合新標準的硬度計。

 

    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標尺)的檢驗與校準》

    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》

    6. 全國試驗機標準化技術(shù)委員會秘書處2001年度工作報告