ASTM-D2240-硬度计硬度的标准试验方法(中文版)

ASTMD2240硬度计硬度的标准试验方法(中文版)ASTM标准代号：D2240-97ε美国国家标准1橡胶特性-(丢洛氏)硬度计测硬度-的标准试验方法本标准是以固定的标志编号D2240；紧接在编号后面的数字表示最初采用的年份，或者若有修订版本的情况下数字表示最近修订的年份，括号内的数字表示最近批准的年份上标的ε表示最近修或批准而作了编辑上的改变ε1注：脚注从1999年2月的注5中消去。1.适用范围1.1本试验方法涉及A、B、C、D、DO、E、M、O、OO、OOO、OOO-S和R等12种(丢洛氏)硬度计和按橡胶、网状材料、弹性材料、热塑材料和某些硬塑料的分类来确定物质的压痕硬度的程序。1.2本试验方法不适用于对纤维织物的试验。1.3以SI单位标注的值应视为标准值，括号中的值仅供参考。1.4本标准并不意味以表述了所有可能与使用有关的安全事宜。本标准的使用者有责任建立相应的安全与健康操作规程，并在使用前确定规则对适用性的限制。2参考文献2.1ASTM标准D618对被测塑料做空气调节处理的程序2D785对塑料和电气绝缘材料的洛氏硬度的试验方法2D1349橡胶的操作规程—试验时的标准温度3D4483在橡胶与炭黑行业确定试验法标准精确度的操作规程33试验方法的小结3.1本试验方法允许在初始压痕时测定硬度，或者在印压一特定时间后进行硬度测定，可两者兼而有之。注1：当使用最大指针读数时，被用作确定初始硬度值的具有最大读数的指针难以测准稍低的读数。1本试验方法直接由ASTM“橡胶标准委员会”属下的《D11.10的物理试验委员会》负责最新版本于1997年2月10日通过批准，于1997年3月颁布。最初是以D2240-64T的形式颁布，上一期的版本为D2240-952摘自《ASTM标准年签》，第08.01卷。3摘自《ASTM标准年签》，第09.01卷4.意义与用途4.1本试验方法是立足于特定条件下、（硬度试验）压头对材料施力而形成穿透深度的形式。压痕硬度与穿透度成反比并取决于材料的弹性模量与粘弹性。（硬度试验）压头与所施力会影响所获得的结果,因此在用一种形式的（丢洛氏—下面省略）硬度计所获得的结果与用另一种形式的硬度计与测定硬度的其他仪器所得到的结果之间并无一种简的关系。本试验方法是一种以经验为根据、最初是为了控制而作的试验。我们已知在由本试验方法确定的压痕硬度与背侧材料的所有基本特性之间并不存在着一种简单的关系。故为了（制定）规范的目的，建议硬的材料使用《试验方法D785》。注2：仅有“（丢洛氏）压痕硬度的刻度比较表”。它不可亦不能作为一个转换参考（基准）。形式A102030405060708090100形式B102030405060708090100形式C102030405060708090100形式D10203040506060708090100形式DO102030405060908090100形式O102030405060708090100形式OO1020304050607080901005.装置5.1硬度测定装置与硬度计应由以下零部件构成：5.1.1压机支座，其上有一孔，直径按图1(a)、(b)或（c）的规定，其中心离支座的任一边至少为6mm（0.25in）。5.1.2硬度试验压头,由硬化钢棒材制成,形状按图1(a)、(b)或（c）的规定,可以在2.46至2.54mm(0.097至0.100in)之间作完全的调节。5.1.3压头伸长显示装置(模拟式与电子式),在整个范围内刻度盘读数从0到100等分。刻度盘读数是压头伸长量的反函数。装置应有一个指针，它是以一个硬度测点的速率，即反映压头各0.025mm（0.001in.）的移动，在刻度盘上移动。注3：系列数字从1至16300和16351到16900的肖氏A级硬度计和从1至8077的肖氏A-2级硬度计，并不能满足在零位读数时压头从2.46至2.54mm(0.097至0.100in)伸长的要求。这些硬度计会给出以每30硬度为一单位至每90硬度为一单位计数的低度数。5.1.4计时装置（任选），能够被理想地调节到所经过的时间，并能在达到所设定的时间时向操作者发出信号或保持硬度读数。当压机支座与被测试样牢固接触时，定时器应能自动启动。5.1.5已标定的弹簧，按图1对压头施加力。6．被测试样6.1除非已经知道用薄的试样能够得到厚6mm试样等效的值，被测试样的厚度至少应为6mm（0.25in）（详见注4）。试样可以由叠层件构成以具有必需的厚度，但是在此类试样上所得的测定值可能与整体试样不一样，这是因为叠层间的表面不可能完全接触的缘故。除非确知在离侧边更近的距离上进行测量可以获得相同的结果，试样侧面应有足够的尺寸以使能在任意边至少12mm(0.5in.)处进行测量。试样的表面应有足够的面积保持平直与水平以使压机支座在从压头点算起的至少6mm(0.25in)半径划定的区域内与试样接触。在一个修圆、不平或粗糙的面上不能测定正确的硬度。注4对试样厚度的最低要求取决于压头压入试样的程度；也即是说，具有在刻度盘较高的硬度值材料可能适用于更薄的试样。同样可作测定的离边侧的最小距离随着硬度的增加而减少。对于硬度值超过D型硬度计50（单位）的材料，试样厚度至少应为3mm（0.12in），且不应在离任意侧边的距离小于6mm（0.25in.）处进行测定。7．标定7.1应通过垂直支承硬度计并对压头尖端施加可测得力来对硬度计的弹簧进行标定(请见图2)。用作施力的装置可以是一个静重或电子加载压力盒，它能以标定裕度的50%的精度测出施力的大小。因为侧向加载会造成标定错误，所以应仔细操作，确保垂直地对压头端施力。应在所有硬度计上对弹簧的标定进行验证，所需的刻度读数为20、30、40、50、60、70、80和90。经测定的值（9.8×质量，单位为公斤）应等于按图1所示的公式计算所得的力。A、B与O型硬度计的测量值的容差应在±0.08牛顿（N）之内，C、D与DO型硬度计的测量值的容差应在±0.44牛顿（N）之内，OO型硬度计的在±0.025牛顿（N）之内。注5可以使用为硬度计标定而特地设计的仪器。7.2压头的伸长与形状必须符合5.1.2节的规定。将硬度计牢固地置于一个平面上后，显示器应能读出与压头被伸长等量的数字，单位为英寸×1000，容差为硬度计示点的±0.5。注6在B与D型硬度计上、按第7.2节程序进行测定时，应小心操作，切勿损伤压头尖端。7.3用作检查硬度计操作而提供的测试块（橡胶或弹簧式）不可作为可信的标定标准。在第7.1与7.2节规定的标定程序是仅有的有效的标定方法。8．空气调节处理8.1应在23±2℃(73.4±3.6℉)的温度时进行试验。对于其硬度取决于相对湿度的材料,应按操作规程D618的程序A的要求对试样做空气调气处理，并在相同的状况下进行试验。注7正是在23±2℃(73.4±3.6℉)温度时在硬度计上作结论性的评估。除以上温度外的其他温度时进行空气调节处理可能会显示标定值有所变化。在除以上温度外的其他温度时使用硬度计应根据当地情况而定（请见操作规程D1349）。9．程序9.1将试样置于一个硬质且水平的表面上。垂直地保持硬度计，使其压头之点至少离试样的各侧边12mm(0.5in.)，除非确知在离侧边更近的距离上进行测量可以获得相同的果，应尽快可能地、无振动地使压机支座抵住试样，保持支座与试样表面的平行。应施正好足够的压力以使压机支座与试样之间保持紧密的接触。注8使用一个与压头轴线对中的质量块可以获得更好的复测正确度。建议对A、B与O型硬度计使用1公斤的质量块，对C、D与DO型的用5公斤的质量块，对OO型的用400克的质量块。使用上述质量块作为一种恒定的载荷并采用手控且无振动的下降速度的硬度计台架可以产生最大重复性。9.2对于在第1.1节所涉及的任何材料，在压机支座与试样紧密接触后，刻度读数必须一秒钟内或者在供货双方认可的一段时间内读出，除非硬度计有一个最大的显示器需读出最大的读数。硬度读数可能会随时间的推移而降低。9.3在试样上成每隔至少6mm(0.25in.)分布的3个或5个不同的点处，各作一次测定，取这些测量值的平均值作为硬度值。注9应凭以下意识选择硬度计的类型，即读数低于10或高于90的硬度计的制造商是不可信的。建议别将这种范围的读数记录下来。10．报告10.1应报告以下信息：10.1.1所获得的硬度值，10.1.2被测材料的全部符号标志，10.1.3硫化处理的日期，10.1.4对试样的说明，包括厚度与叠层数，如果小于6mm(0.25in.)的话，10.1.5试验时的温度，如果温度不是23℃的话，10.1.6相对湿度，如果材料的硬度取决于湿度时，10.1.7硬度计型式及其系列编号，10.1.8读出压痕硬度读数的时间间隔，10.1.9试验日期。注10：应以A/45/15的形式报告读数。此处A是硬度计的型式，45是读数，15是以秒计的时间，此时压力支座紧密地与试样接触。简单地说，D/60/1即表示D型硬度计在1秒内或者从一个最大显示器上获得了读数为60的硬度。11．精度与偏差11.1精度与偏差的制定已按照操作规程D4483进行。对于名词术语与其他试验及统计可参照该操作规程11.2对于A与B型的方法的类型1的精度是用三种不用硬度的材料、利用实验室内程序、从6个实验室中确定。对于A与B试验程序，应在各个实验室内。于分开的两天进行试验。所有的材料应来自一个产地。11.3（对于A与B型的）硬度试验的结果应是每个实验室在同一天得到的5个单独的硬度读数的平均值。11.4表1表示了A型方法的精度结果。表2给出了D型方法的精度结果。11.5在本《精度与偏差》节的精度结果给出了对本实验方法精度的估测值，如上所述在特定的实验室内试验程序中使用了橡胶材料。在无文件可证明（它们）适用于那些特殊的材料和包括本实验方法的特定的试验协议时，该精度参数不应被用作对任意组别的材料接受或/和拒收的试验表1类型1的精度—A型硬度计的方法材料平均值在实验室内在实验室之间等级SrArB(r)CSRDRE(R)F151.40.6461.833.561.564.418.59265.30.8782.483.812.146.069.27368.00.4331.231.802.286.459.49汇总处理61.60.6771.923.112.0185.729.28此处：ABCDEFSr=复测正确度标准偏差，用测量单位r=复测正确度=2.83×Sr，用测量单位(r)=相对复测正确度（单位为%）SR=可再现率标准偏差，用测量单位R=可再现率=2.83×SR，用测量单位(R)=相对可再现率（单位为%）4支持文件可以从ASTM总部取得，询问RR；D11-1029材料平均值等级42.6154.5282.3359.8汇总处理此处：ABCDEF表2类型1的精度—D型硬度计的方法在实验室内在实验室之间SrArB(r)CSRDRE(R)F0.3160.7911.010.7620.8942.242.862.162.104.113.473.612.823.543.543.327.9810.010.09.4018.718.412.215.7Sr=复测正确度标准偏差，用测量单位r=复测正确度=2.83×Sr，用测量单位(r)=相对复测正确度（单位为%）SR=可再现率标准偏差，用测量单位R=可再现率=2.83×SR，用测量单位(R)=相对可再现率（单位为%）。11.6精度——本试验方法的精度可以以如下的用合适值r.R.（r）或（R）所表述的格式来表示，也即是说，必须在决定试验结果（用试验方法所获的）时使用这些值。该合适的值就是与表1与表2的平均值等级有关联的r与R值，这些值最接近在日常试验操作时所考虑（在任意给定的时间，对于任何给定的材料）的平均值等级。11.6.1复测正确度——本试验方法的复测正确度r已经作为在表1与表2中列入的合适值而被确立。必须将两个以标准的试验程序而获得的、且（其差别）大于该列入（对于任意给定的等级）r值的单独试验结果认作为是从不同或不全等样品总数中所获得的值