JJG147-2005《标准布氏硬度块检定规程》（以下简称“就规程”）颁布实施以来，与之相应的布氏硬度国家标准GB231和国际标准ISO6506先后分别颁布了新的版本，其中有的技术要求作了较大修改，旧规程已不能适应国家标准和国际标准要求，亟需修订。经过多方努力，由中国计量科学研究院、浙江省计量科学研究院、莱州华银试验仪器有限公司、上海市质量监督检验技术研究院负责起草的JJG147-2017《标准金属布氏硬度块检定规程》（以下简称“新规程”）于2017年2月28日由国家质检总局发布，并自2017年8月28日开始实施。新规程中的技术指标和要求与现行的国家标准和国际标准完全一致。

一、修订的主要内容

1、 明确了布氏量值定义计算公式。

2、 增加了标准压痕的定义，有效位数要求和表示方法。3、 修改了均匀度定义和均匀度要求。

4、 修改了标准硬度块硬度范围。

5、 增加了低硬度范围量值传递的要求。

6、 增加了小负荷布氏硬度标尺的量值传递的要求。

7、 根据检定实际情况，将硬度块外观检查等修改为生产厂商的出厂检查。

8、 对压痕测量装置要求和检定方法的表述做了修改。增加了允许可以由具有相关资质的计量部门检定或校准的条款。

9、 增加了对试验力、压痕测量装置和球压头可以由具有相关资质的计量部门检定或校准的条款。

10、 增加了试验力施加时间、试验力施加速、试验循环时间的定及和检测方法和检定周期。

11、 为强调均匀度定义的修改，在证书页内格式中增加了特别提示

二、规程重点解读

1．明确布氏硬度计算公式和测量量

以往的布氏硬度值的定义是试验力除以压痕表面积。在理论上不同的测量方法都可以得到压痕表面积。但是由于压痕不是一个规则的球缺形状，且压痕边缘表面会有不同程度的凸起，测量压痕直径或测量深度，计算得出的压痕面积都不是压痕真实的面积，两种测量方法计算结果差异较大，这也就是布氏硬度测深法与测量直径数据不一致的主要原因，本次规程修订将计算式明确为布氏硬度值的计算公式：

式中：D——球压头直径，mm；

 F——试验力，N；

d——压痕直径，mm。

  在此不是讨论布氏量值定义的修改，只是强调了布氏硬度量值的计算公式。从已公布的布氏硬度量值国际比对报告看，大多国家依然采用光学显微镜测量压痕直径，个别国家采用CCD方法，但测量的结果与国际平均值相差较大。

  布氏硬度量值计算中，测量压痕直径比较其他方法，如测量压痕深度等方法，虽然有测量效率不高且不利于自动化测量的缺点，但鉴于量值的统一要求，规程中更明确要求采用测量压痕直径，按式（1）计算布氏硬度量值是必要的。

 虽然不断有新的测量方法的提出和新的测量技术的使用，美国、日本、意大利和英国科学家也共同提出了布氏压痕边界定义的概念，但均尚未形成国际共识，目前还处于试验探索阶段。

2.增加了标准压痕的定义和技术要求

（1）必要性

根据布氏硬度试验方法和检定规程中关于硬度基准装置技术条件中的规定，布氏硬度试验有效性的要求为压痕直径d与球压头直径D的关系为。由定义计算公式1得：

由式2、式3和式4可以看出，压痕测量的误差对硬度值的影响最大，是主要误差来源。

（2）实用性

压痕测量装置中的物镜数值孔径、放大倍率和不同的照明方法等，对压痕在测量装置中的成像都会有影响，从而影响压痕测量结果。采用标准压痕校准压痕测量装置，相比较其他方法，更能直接溯源到基准装置，更符合压痕测量实际工作。在用标准块检定硬度计工作中，首先要用标准压痕修正压痕测量装置，确保压痕测量装置精度要求，既方便又实用。这就是规程增加标准压痕的意义所在。

标准压痕的采用是布氏硬度检定规程历史上的第一次，与现行的国际标准和国家标准一致。

3.修改了标准块均匀度的定义和技术要求

新规程中，标准块均匀度是指在检定条件不变的情况下，用布氏硬度基准装置（包括副基准装置）或工作基准机在标准块工作面上均匀分布地压出5个压痕，每个压痕测量两个相互垂直方向的直径，取其平均值，将测得的每个压痕直径、、、和，按从小到大递增的次序排列。

5个压痕直径的算术平均值按（5）计算

标准块均匀度 _：5个压痕中最大直经与最小直径之差，除以5个压痕直径平均值，用百分数表示。按式（6）计算：

（6）

 由于压痕测量误差是硬度值的主要来源，压痕的测量相对误差随着压痕大小而不同，即大的压痕测量相对误差较小；反之，小的压痕测量相对误差较大。均匀度要求依据压痕大小和硬度值得不同而不同，这样避免了以前用规程中，小压痕与大压痕均匀度要求相同的弊端，如：HBW10/3000与HBW1/30以前规程中均匀度要求相同，但由于压痕直径相差较大，压痕的测量误差也相差较大，相应的布氏硬度值及均匀度误差也较大。

 采用硬度块中压痕直径的差异性表示硬度块的均匀度，在规程中是第一次。均匀度定义和要求的修改，是本次规程修改的主要技术指标之一，与旧规程中均匀度的定义不同，与现行的国际标准和国家标准一致。

 新规程中其他修改相对简单，本文不再解读。

三、新规程检定可行性分析

检定系统要求示值不确定度与示值最大允许误差之比应小于等于1/3，即

 才能确定检定可行。

 标准布氏硬度块是由布氏基准装置和工作基准机检定的，由于基准装置不确定度评定中，已充分考虑了压痕直径测量引起的不确定分量，因此，标准块中任意一点硬度值的不确定度就是基准装置的不确定度U_rel；标准块均匀度是用以判断硬度块是否合格的依据，将其折合成硬度值，也就可以认为是标准块的示值最大允许误差MPEV。

以下分别讨论基准和工作基准机检定标准块情况：

1.布氏基准装置不确定度一览表（见表1）

表1  布氏硬度基准装置不确定度

2. 工作基准布氏硬度机不确定度一览表（见表2）

 表2 工作基准布氏硬度机不确定度

3.新规程中标准块均匀度要求一览表（见表3）

表3 标准布氏块均匀度的最大允许值

4.新规程中标准块标尺和硬度范围要求一览表（见表4 ） 

表4  标准布氏硬度块硬度范围要求

5.  检定可行性评估

（1）用基准（副基准）装置(试验力: F³1839N)标定标准硬度块

由表1得布氏硬度基准装置：

（k=2）

基准装置(试验力: F³1839N)标定的标准块均匀度要求如表5所示

 表5 基准装置(试验力: F³1839N)标定的标准块均匀度要求

将均匀度1.0%、1.5%和2.0%折算成用硬度值表示的示值最大允许误差MPEV分别约为 2.0% 、3.0%和4.0%。

（2）用小负荷基准（副基准）装置(试验力: 1839N>F³98.07N)标定标准硬度块

由表1得布氏硬度基准装置：

（k=2）

小负荷基准（副基准）装置标定的标准块硬度范围和均匀度要求汇总如表6所示

表6 小负荷基准（副基准）装置标定的标准块硬度范围和均匀度要求

   由表6得知： 该基准标定的硬度块均匀度要求均为2.0%， 折算成用硬度值MPEV约为 4.0%，则

（3）用工作基准布氏硬度机(试验力: F³1839N)标定标准硬度块

  由表1得布氏硬度工作基准机：

（k=2）

由表5可知 ，不同的硬度范围得均匀度要求分别为1.0%、1.5%和2.0%，折算成用硬度值表示的示值最大允许误差MPEV分别约为 2.0%、3.0%和4.0%，则

（4）用工作基准布氏硬度机(试验力: 1839N>F³98.07N) 标定标准硬度块

    由表1得布氏硬度工作基准机：

（k=2）

  由表6可知 ，标准块均匀度要求均为2.0%，折算成用硬度值MPEV约为 4.0%，则

综上所述，新规程示值不确定度与示值最大允许误差之比小于1/3，新规程的数据链是合理的，依据新规程检定标准金属布氏硬度块是可行的。