4.3. Kiểm định mũi thử

4.3.1. Bốn mặt của mũi thử kim cương hình tháp đáy vuông phải được đánh bóng và không được có khuyết tật bề mặt.

4.3.2. Kiểm định hình dạng mũi thử bằng cách đo trực tiếp hoặc bằng cách đo hình chiếu của nó trên màn hình.

4.3.3. Góc giữa hai mặt đối diện tại đỉnh của hình tháp kim cương phải là 136 ° ± 0,5 ° (xem Hình 1).

CHÚ THÍCH: Góc giữa các mặt đối diện cũng có thể được xác định bằng góc nhị diện của hai mặt bên, giá trị này là 148,11 °± 0,76°.

4.3.4. Góc giữa đường trục của hình tháp kim cương và đường trục của giá giữ mũi thử (vuông góc với bề mặt tiếp xúc) phải nhỏ hơn 0,50 °. Bốn mặt phải cắt nhau tại một điểm; chiều dài cho phép lớn nhất của đường giao nhau giữa hai mặt đối diện cho trong Bảng 2 (xem Hình 2).

Hình 1 – Góc của hình tháp kim cương

...

...

...

a – Chiều dài đường nối liền

Hình 2 - Cạnh giao nhau của hai mặt đối diện đỉnh của mũi thử

Bảng 2

Khoảng lực thử, F
N

Chiều dài cho phép lớn nhất của cạnh giao nhau,

a

mm

F ≥ 49,03

0,002

...

...

...

0,001

0,09807 ≤ F< 1,961

0,0005

4.4. Kiểm định thiết bị đo

4.4.1. Độ phân giải của thiết bị phụ thuộc vào kích thước vết lõm nhỏ nhất cần phải đo.

Thang đo của thiết bị đo phải được chia sao cho đánh giá được đường chéo vết lõm (d) phù hợp với Bảng 3.

Bảng 3

Chiều dài đường chéo, d mm

Độ phân giải của thiết bị đo

...

...

...

d ≤ 0,040

0,0002 mm

0,0004 mm

0,040 < d ≤ 0,200

0,5 % d

1 % d

d > 0,200

0,001 mm

0,002 mm

...

...

...

Vxd ≥ 14 mm.

Khi đường chéo d < 0,035 mm điều kiện này sẽ không thực hiện được nhưng, độ phóng đại tối thiểu là 400 lần.

Độ phân giải của thiết bị đo của máy thử độ cứng Vickers của hợp kim cứng theo qui định của ISO 3878.

4.4.2. Thiết bị đo phải được kiểm định bằng các phép đo được thực hiện trên micromet vật kính tại ít nhất năm đoạn trên từng phạm vi làm việc.

Sai số cho phép lớn nhất không được vượt quá trị số cho trong Bảng 3.

4.5. Kiểm định chu trình thử

Chu trình thử phải phù hợp với TCVN 258-1 và sai lệch thời gian ±1,0 s.

5. Kiểm định gián tiếp

5.1. Kiểm định gián tiếp phải được tiến hành ở nhiệt độ (23 ± 5) ^oC bằng tấm chuẩn đã được hiệu chuẩn phù hợp với TCVN 258-3. Nếu việc kiểm định được tiến hành ở ngoài khoảng nhiệt độ đó thì phải ghi điều này vào báo cáo kiểm định.

...

...

...

5.3. Máy thử phải được kiểm định tại từng lực thử được sử dụng. Đối với từng lực thử, phải chọn hai tấm chuẩn khác nhau từ các khoảng độ cứng khác nhau được qui định dưới đây. Phải chọn tấm chuẩn sao cho ít nhất có một tấm chuẩn ở trong khoảng độ cứng được sử dụng để kiểm định.

- ≤ 225 HV

- 400 HV đến 600 HV

- > 700 HV

5.4. Khi kiểm định máy thử chỉ sử dụng một lực thử, phải dùng ba tấm chuẩn, mỗi tấm ở một khoảng đo theo qui định ở 5.2.

5.5. Trên từng tấm chuẩn phải tạo thành và đo năm vết lõm. Phép thử được tiến hành theo TCVN 258-1.

5.6. Đối với mục đích đặc biệt, có thể chỉ kiểm định máy thử ở một giá trị độ cứng, xấp xỉ với độ cứng của phép thử được tiến hành.

5.7. Đối với từng tấm chuẩn, d₁, d₂, d₃, d₄, d₅ là các giá trị trung bình cộng của chiều dài hai đường chéo vết lõm được xếp theo thứ tự lớn dần và

 (1)

...

...

...

r =  (2)

Độ lặp lại, được thể hiện như là phần trăm của , được tính như sau:

 (3)

Độ lặp lại của máy thử được kiểm định được coi là đạt yêu cầu nếu nó thoả mãn các điều kiện cho trong Bảng 4.

Bảng 4

Độ cứng của tấm chuẩn

Độ lặp lại của máy thử, max

r_rel , %

rHV^b

...

...

...

HV 0,2 đến < HV 5

< HV 0,2

HV 5 đến HV 100

HV 0,2 đến < HV 5

Độ cứng của tấm chuẩn

HV

Độ cứng của tấm chuẩn

HV

≤ 225 HV

...

...

...

6,0 ^a

9,0 ^a

100

200

6

12

100

200

12

...

...

...

> 225 HV

2,0 ^a

4,0^a

5,0 ^a

250

350

600

750

10

...

...

...

24

30

250

350

600

750

20

28

48

...

...

...

^a hoặc 0,001 mm, lấy giá trị lớn hơn.

^b HV: Độ cứng Vickers.

5.9. Sai số của máy thử trong điều kiện kiểm định được thể hiện bằng hiệu số

E =         (4)

trong đó

 (5)

trong đó

H₁, H₂, H₃, H₄, H₅, là độ cứng tương ứng với d₁, d₂, d₃, d₄, d₅;

H_c là độ cứng quy định của tấm chuẩn được sử dụng.

...

...

...

 (6)

Sai số lớn nhất của máy thử, tính bằng phần trăm giá trị độ cứng qui định của tấm chuẩn, không được vượt quá trị số cho trong Bảng 5.

Bảng 5

Ký hiệu độ cứng

Sai số phần trăm cho phép lớn nhất của máy thử độ cứng

Độ cứng, HV

50

100

...

...

...

200

250

300

350

400

450

500

600

700

...

...

...

900

1000

1500

HV 0,01

...

...

...

...

...

...

HV 0,015

10

...

...

...

HV 0,02

8

...

...

...

...

...

...

HV 0,025

8

10

...

...

...

...

...

...

HV 0,05

6

8

9

10

...

...

...

HV 0,1

...

...

...

6

7

8

8

9

10

10

11

...

...

...

HV 0,2

4

...

...

...

8

9

10

11

11

12

...

...

...

HV 0,3

4

5

6

...

...

...

7

8

9

10

10

11

11

...

...

...

3

5

5

6

...

...

...

7

7

8

8

9

11

HV 1

3

...

...

...

4

4

4

5

5

5

...

...

...

6

6

8

HV 2

3

3

...

...

...

4

4

4

4

4

5

5

...

...

...

HV 3

3

3

3

3

...

...

...

3

4

4

4

4

4

5

HV 5

...

...

...

3

3

3

3

3

...

...

...

3

3

4

4

HV 10

3

3

...

...

...

3

3

3

3

3

3

3

...

...

...

3

HV 20

3

3

3

...

...

...

3

3

3

3

3

3

3

HV 30

...

...

...

3

3

2

2

2

...

...

...

2

2

2

2

2

HV 50

3

...

...

...

2

2

2

2

2

2

...

...

...

2

2

HV 100

3

2

...

...

...

2

2

2

2

2

2

2

2

...

...

...

CHÚ THÍCH 2: Đối với trị số trung gian, sai số cho phép lớn nhất có thể nhận được bằng phép nội suy.

CHÚ THÍCH 3: Trị số cho máy thử độ cứng tế vi trên cơ sở sai số cho phép lớn nhất là 0,001 mm hoặc 2 % của chiều dài trung bình vết lõm, chọn trị số nào lớn hơn.

5.10. Xác định độ không đảm bảo đo của kết quả hiệu chuẩn máy thử độ cứng cho trong Phụ lục B.

6. Chu kỳ giữa những lần kiểm định

Các yêu cầu đối với kiểm định trực tiếp máy thử độ cứng cho trong Bảng 6.

Kiểm định gián tiếp phải được thực hiện ít nhất 12 tháng một lần và sau khi kiểm định trực tiếp.

Bảng 6 - Kiểm định trực tiếp máy thử độ cứng

Yêu cầu kiểm định

Lực

...

...

...

Chu trình thử

Mũi thử^a

Trước khi thực hiện phép thử đầu tiên

X

X

X

X

Sau khi tháo dỡ và lắp đặt lại, nếu lực, hệ thống đo hoặc chu trình thử bị ảnh hưởng

X

...

...

...

X

Kiểm định gián tiếp không đạt^b

X

X

X

Kiểm định gián tiếp quá 14 tháng

X

...

...

...

X

^a Ngoài ra nên kiểm định trực tiếp mũi thử sau hai năm sử dụng.

^b Kiểm định trực tiếp các thông số này có thể tiến hành liên tục (trừ khi máy đã đạt khi kiểm định trực tiếp) và không được yêu cầu nếu có thể chứng minh (nghĩa là bằng phép thử với mũi thử chuẩn) rằng mũi thử là nguyên nhân không đạt.

7. Báo cáo kiểm định / chứng chỉ hiệu chuẩn

Báo cáo kiểm định / chứng chỉ hiệu chuẩn phải bao gồm các thông tin sau:

a) viện dẫn số hiệu tiêu chuẩn này, TCVN 258-2 : 2007;

b) phương pháp kiểm định (trực tiếp và / hoặc gián tiếp);

c) số liệu nhận biết của máy thử độ cứng;

...

...

...

e) lực thử được kiểm định;

f) nhiệt độ kiểm định;

g) kết quả đạt được;

h) ngày tháng năm hiệu chuẩn và chứng nhận của cơ quan kiểm định;

l) độ không đảm bảo đo của kết quả kiểm định.

Phụ lục A

(tham khảo)

Chú ý đối với mũi thử kim cương

...

...

...

Do đó:

- phải kiểm soát trạng thái của mũi thử bằng kiểm tra bề mặt của vết lõm trên tấm chuẩn hàng ngày khi sử dụng máy thử bằng mắt thường;

- việc kiểm định của mũi thử sẽ không còn giá trị khi mũi thử có khuyết tật;

- phải kiểm định lại các mũi thử sau khi mài lại hoặc sửa chữa.

Phụ lục B

(tham khảo)

Độ không đảm bảo đo của kết quả hiệu chuẩn máy thử độ cứng

Sơ đồ dẫn xuất chuẩn đo lường cần để xác định và phân chia các thang độ cứng theo Hình D.1 trong TCVN 258-1 : 2007.

...

...

...

B.1.1. Hiệu chuẩn lực thử

Độ không đảm bảo đo tiêu chuẩn tương đối tổng hợp của việc hiệu chuẩn lực thử được tính theo công thức sau:

(B.1)

trong đó:

U_FRS là độ không đảm bảo đo tương đối của bộ chuyển đổi lực (từ chứng nhận hiệu chuẩn);

U_FHTM là độ không đảm bảo đo tiêu chuẩn tương đối của lực thử do máy thử tạo ra.

Độ không đảm bảo đo của dụng cụ chuẩn, bộ chuyển đổi lực được chỉ ra trong chứng chỉ hiệu chuẩn tương ứng. Các tác nhân ảnh hưởng như là

- phụ thuộc nhiệt độ;

- độ ổn định lâu dài;

...

...

...

cần được xem xét đối với việc áp dụng tới hạn. Tuỳ theo kết cấu của bộ chuyển đổi lực, vị trí quay của bộ chuyển đổi lực, so với trục của mũi thử máy thử độ cứng phải được xem xét.

VÍ DỤ:

Độ không đảm bảo đo của bộ chuyển đổi lực (từ chứng nhận hiệu chuẩn)

U_FRS = 0,12 % (k =2)

Giá trị hiệu chuẩn của bộ chuyển đổi lực

F_RS = 294,2 N

Bảng B.1 – Kết quả hiệu chuẩn lực thử

Số vị trí độ cao đối với việc kiểm định lực thử

Loạt 1

...

...

...

Loạt 3

Giá trị trung bình

Sai lệch tương đối

Độ không đảm bảo đo tiêu chuẩn tương đối

F₁

N

F₂

N

F₃

...

...

...

N

F_rel

%

U_FHTM

%

1

294,7

294,9

...

...

...

294,7

0,17

0,04

2

293,9

294,5

294,6

294,3

0,03

...

...

...

3

293,1

294,0

293,7

293,6

0,20

0,09

trong đó

 (B.2)

...

...

...

S_Fi là sai lệch chuẩn của giá trị lực thử chỉ thị ở vị trí độ cao i-th.

Trong Bảng B.2 sử dụng giá trị lớn nhất của U_FHTM trong Bảng B.1

Bảng B.2 - Tính độ không đảm bảo đo của lực thử

Đại lượng

Giá trị ước lượng

Giá trị giới hạn tương đối

Kiểu phân bố

Độ không đảm bảo đo tiêu chuẩn tương đối

Hệ số độ nhạy

...

...

...

X_i

x_i

a_i

u(x_i)

c_i

u_rel(H)

U_FRS

294,2 N

...

...

...

Thông thường

6,0 x 10^-4

1

6,0 x 10^-4

U_FHTM

0,06 N

Thông thường

9,0 x 10^-4

...

...

...

9,0 x 10^-4

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn tổng hợp tương đối U_F

1,08 x 10^-3

Độ không đảm bảo đo mở rộng tương đối U_F (k = 2)

2,2 x 10^-3

Bảng B.3 - Tính sai số tương đối lớn nhất của lực thử kể cả độ không đảm bảo đo của dụng cụ chuẩn

Sai số tương đối của lực thử

Độ không đảm bảo đo tương đối mở rộng của lực thử

Sai số tương đối lớn nhất của lực thử kể cả độ không đảm bảo đo của dụng cụ chuấn

...

...

...

%

U_F

%

F_max

%

0,20

0,22

0,42

Trong Bảng B.3, F_max tính như sau:

...

...

...

Kết quả của ví dụ có nghĩa là sai số của lực thử, kể cả độ không đảm bảo đo của dụng cụ chuẩn quy định trong 4.2 lên đến ± 1,0 % là tuân theo yêu cầu.

B.1.2. Hiệu chuẩn hệ thống đo độ sâu

Độ không đảm bảo đo tiêu chuẩn tương đối tổng hợp của dụng cụ chuẩn đối với hệ thống đo độ sâu được tính như sau

 (B.5)

trong đó:

U_LRS là độ không đảm bảo đo tương đối của thiết bị hiệu chuẩn độ sâu (tiêu chuẩn viện dẫn) của chứng chỉ hiệu chuẩn đối với k = 1;

U_ms là độ không đảm bảo đo tương đối theo khả năng phân giải của hệ thống đo;

U_LHTM là độ không đảm bảo đo tiêu chuẩn tương đối của máy thử độ cứng.

Độ không đảm bảo đo của dụng cụ chuẩn đối với hệ thống đo độ sâu, thiết bị hiệu chuẩn độ sâu được chỉ ra trong chứng chỉ hiệu chuẩn tương ứng. Các tác nhân ảnh hưởng như là:

...

...

...

- độ ổn định lâu dài;

- phép nội suy sai lệch.

không gây ra các ảnh hưởng chủ yếu đến độ không đảm bảo đo của thiết bị hiệu chuẩn độ sâu.

VÍ DỤ:

Độ không đảm bảo đo của thiết bị đo độ sâu:

U_LRS = 0,0005 mm (k = 2)

Khả năng phân giải của hệ thống đo:

= 0,1

Bảng B.4 - Kết quả hiệu chuẩn của hệ thống đo độ sâu

...

...

...

L_RS

mm

Kiểu 1

L₁

mm

Kiểu 2

L₂

mm

Kiểu 3

...

...

...

mm

Gìá trị trung bình

mm

Sai số tương đối

%

Độ không đảm bảo đo tiêu chuẩn tương đối

U_LHTM

...

...

...

0,05

0,050 0

0,050 0

0,050 1

0,050 1

0,07

0,07

0,10

0,100 2

...

...

...

0,100 1

0,100 1

0,10

0,06

0,20

0,200 1

0,199 9

0,200 1

0,200 0

...

...

...

0,03

0,30

0,299 7

0,300 1

0,300 1

0,300 0

-0,01

0,04

0,40

...

...

...

0,400 1

0,400 3

0,400 2

0,05

0,01

trong đó:

            (B.6)

 (B.7)

S_Li là sai số tiêu chuẩn của giá trị độ dài chỉ dẫn đối với giá trị chỉ dẫn i-th của micromet.

...

...

...

Đại lượng

Giá trị ước lượng

Giá trị giới hạn tương đối

Kiểu phân bố

Độ không đảm bảo đo tiêu chuẩn tương đối

Hệ số độ nhạy

Sự cung cấp độ không đảm bảo đo tương đối

X_i

x_i

...

...

...

u(x_i)

c_i

u_i(H)

U_LRS

0,40 mm

0,5  

Thông thường

1,0 x 10^-4

...

...

...

1,0 x 10^-4

U_ms

0 mm

0,1  

Hình chữ nhật

0,7 x 10^-4

1

0,7 x 10^-4

U_LHTM

...

...

...

Thông thường

6,7 x 10^-4

1

6,7 x 10^-4

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn tổng hợp tương đối u_L, % (liên quan tới L_RS = 0,4 mm)

0,07

Độ không đảm bảo đo mở rộng tương đối U_F (k = 2), %

0,14

...

...

...

Chiều dài thử

Sai số tương đối của lực thử

Độ không đảm bảo đo tương đối mở rộng

Sai lệch tương đối tối đa của hệ thống đo, bao gồm cả độ không đảm bảo đo của dụng cụ đo chiều dài chuẩn

L_RS

mm

L_rel

%

U_L

...

...

...

L_max

%

0,40 mm

0,10

0,14

0,24

Trong Bảng B.6:

L_max =                  (B.8)

Kết quả của ví dụ có nghĩa là sai số của hệ thống đo, kể cả độ không đảm bảo đo của dụng cụ chuẩn độ đã được quy định trong 4.4 lên đến ± 0,5% là đạt yêu cầu.

...

...

...

Mũi thử bao gồm bi thử và đầu giữ bi thử không thể kiểm định và/ hoặc hiệu chuẩn tại chỗ được. Phải có chứng chỉ hiệu chuẩn còn hiệu lực của phòng thử nghiệm được công nhận bao gồm sai lệch hình học của mũi thử (xem 4.3).

B.1.4. Kiểm định chu trình thử

Trong 4.5, sai số cho phép đối với mỗi phần của chu trình thử được qui định là ± 0,5 s. Còn khi đo bằng dụng cụ đo thời gian thông thường (đồng hồ bấm giây), độ không đảm bảo đo có thể được chỉ thị là 0,1 s. Cho nên việc qui định độ không đảm bảo đo là không cần thiết.

B.2. Kiểm định gián tiếp máy thử độ cứng

Bằng cách kiểm định gián tiếp với tấm chuẩn độ cứng, toàn bộ chức năng của máy thử độ cứng được kiểm tra và xác định độ lặp lại cũng như là sai lệch của máy thử độ cứng so với độ cứng thực. Độ không đảm bảo đo của kiểm định gián tiếp máy thử độ cứng theo công thức sau:

 (B.9)

trong đó:

U_CRM là độ không đảm bảo hiệu chuẩn của tấm chuẩn độ cứng theo chứng chỉ hiệu chuẩn đối với k = 1;

U_CRM-D là sự thay đổi độ cứng của tấm chuẩn độ cứng kể từ khi hiệu chuẩn lần cuối do sai lệch (không đáng kể đối với việc sử dụng tấm chuẩn độ cứng theo tiêu chuẩn);

...

...

...

VÍ DỤ:

Tấm chuẩn độ cứng

H_CRM = (400,0 ± 5,0) HV30

Độ không đảm bảo đo của tấm chuẩn độ cứng U_CRM = ± 0,5 HV30

Độ phân giải của máy thử độ cứng

 = 0,1  

Bảng B.7 - Kết quả kiểm định gián tiếp

Số vết lõm

Đường chéo vết lõm đo được d_i

...

...

...

Giá trị độ cứng đo được H,

HV^a

1

0,371 6_min

402,9_max

2

0,372 4

401,1

3

...

...

...

400,3_min

4

0,371 9

402,2

5

0,372 2

401,5

Giá trị trung bình

0,372 2

...

...

...

Sai lệch chuẩn S_H

0,99

^a HV: Độ cứng Vickers.

(B.10)

...

...

...

Khi t = 1,15, n = 5 và S_H = 0,99 HV thì:

u_H = 0,51 HV

B.3. Thành phần độ không đảm bảo đo

Bảng B.8 - Thành phần độ không đảm bảo đo

Đại lượng

Giá trị ước lượng

Độ không đảm bảo đo chuẩn

Kiểu phân bố

Hệ số độ nhạy

...

...

...

X_i

x_i

u(x_i)

c_i

u_i(H)

U_CRM

400 HV^b

2,50 HV

...

...

...

1,0

2,50 HV

U_H

0 HV

0,51 HV

Bình thường

1,0

0,51 HV

U_ms

...

...

...

0,000 03 mm

Hình chữ nhật

2 145,1 ^a

0,06 HV

U_CRM-D

0 HV

0 HV

Hình tam giác

1,0

...

...

...

Độ không đảm bảo đo tổng hợp U_HTM

2,55 HV

Độ không đảm bảo đo mở rộng U_HTM (k = 2)

5,1 HV

^a c = = 2 (H/d) với H = 400 HV30 và d = 0,372 9 mm.

^b HV: Độ cứng VICKERS

Bảng B.9 - Sai số lớn nhất của máy thử độ cứng kể cả độ không đảm bảo đo

Độ cứng đo được trên máy thử độ cứng

Độ không đảm bảo đo mở rộng

...

...

...

Sai số lớn nhất của máy thử độ cứng kể cả độ không đảm bảo đo

H

HV

U_HTM

HV

HV

HV

...

...

...

5,1

1,6

6,7

HV: Độ cứng Vickers

= - H_crm                  (B.12)

Trong Bảng B.9:

 = U_HTM +  = 5,1 + 1,6 = 6,7 HV

Kết quả của ví dụ trên có nghĩa là sai số giới hạn cho phép của máy thử, kể cả độ không đảm bảo đo của máy thử qui định trong Điều 5 đến ± 2 % (/ H = 1,7 %) là đạt.

...

...

...

[1] Sawla A. Uncertainty of measurement in the verification and calibration of the force measuring systems of testing machines. Proceedings of The Asia- Pacific sypomsium on measurement of force,mass and torque (APMF), Tsukuba, Japan. November 2000.

[2] Wehrstedt A., Partkovszky I. News in the field of standadization about verification and calibration of material testing machines, May 2001, EMPA Academy 2001.

[3] GABAUER W. Manual codes of practice for the determination of uncertainties in mechanical tests on metallic materials, The estimation of uncertainties in hardness measurements, Project, No. STM4- CT97- 2165, UNCERT COP 14: 2000.

[4] POLZIN, T., SCHWENK D. Method for Uncertainty Determination of Hardness Testing; PC file for Determination, Materialprufung 44, (2002), 3, pp. 64-71.

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 258-2:2007 (ISO 6507-2 : 2005) về Vật liệu kim loại - Thử độ cứng Vickers - Phần 2: Kiểm định và hiệu chuẩn máy thử