硬度测试是一种简单的机械测试，旨在以快速有效的方式提供定量测量。硬度测试用于代替拉伸测试等其他技术，因为它可以与拉伸强度相关联，但需要的时间和精力要少得多，而且相对无损。

当威尔逊在 20 世纪初首次开发罗克韦尔测试时，测试的速度推动了该技术的迅速采用，支持了生产线制造的增长以及当时战争所需的组件的大批量生产。多年来已经开发了各种类型的硬度测试技术，最常见的例子是洛氏、维氏、努氏和布氏测试。每种方法都有其独特的优势和局限性，但由于测试的速度、准确性和可重复性，每种方法都在当今的质量控制环境中赢得了一席之地。

数字时代已经在硬度测试技术方面产生了许多变化。称重传感器在很大程度上取代了重量。机械控制现在通常是电机驱动的。压痕的视觉测量（在需要时）会自动定位、聚焦和测量，无需人工干预。

在这些领域增加自动化将单一硬度压痕的可重复性和再现性推向了新的水平，从而可以推动设计界限并更**地控制制造质量。数字时代的另一个方面是引入了硬度压痕的自动放置。这最初是由特定应用驱动的，例如齿轮的表面热处理，其中硬表面层和柔软内部结构的组合使齿轮部件能够承受磨损以及使用中的高应力和疲劳。通过计算机化引入了测试样品的自动移动，以更快地评估变化的硬度并确保从热处理过程中获得足够的表层深度。

新的机会

一如既往，新技术带来新机遇。现代计算机对硬度计的控制已经远远超出了制作单条压痕的程度。

最*的软件包可以提供许多工具来突出潜在的测试问题和/或调整测试程序以适应不同的测试组件。诸如自动查找测试件边缘、扫描感兴趣区域、将压痕图案捕捉到正确位置、检查放置和动态调整等功能都提供了易用性和多功能性，以适应不断变化的要求，而无需从运营商。

现在可以“扫描”样品并创建凹痕拼贴画，以提供有关材料硬度变化的大量细节。创建的硬度图确实为任何测试数据增加了一个新维度，提供了对热处理过程的快速定性评估，如果需要更仔细的检查，还可以提供详细的定量数据。图 4 显示了齿轮齿的硬度映射，使我们能够立即看到硬度穿透深度，并可视化任何问题。这在质量控制环境中可能并不总是必要的，但对于开发、故障分析、建立新的制造流程或**规格的质量控制来说，这种分析是非常宝贵的。可视化硬度图，设置**和最小硬度值的能力，并快速识别异常缩进使这些程序高度用户友*。其他工具可帮助用户符合 ASTM 和 ISO 规范。例如，虚拟压痕尺寸叠加允许用户轻松评估最小压痕间距合规性。

除了提高我们对诸如此类的传统应用程序的理解之外，这些新功能还为各种应用程序的全新分析领域打开了大门。一个这样的应用领域是连接技术。用于连接材料的方法有很多种，其中许多可用于质量关键部件。焊接是最**和广泛使用的连接技术之一。典型的质量控制包括在焊缝的特定区域放置短线压痕，以识别工艺问题。手动制作多个缩进所花费的时间可能令人望而却步，因此缩进的位置**于战略区域的几行。

现代软件可以帮助用户制作和放置这些缩进，但这些值通常会以表格或图表的形式进行审查，几乎无法与组件相关联。这可以留下遗漏问题的可能性。整个焊接区域的自动映射实际上可以减少操作员设置测试所需的时间。缩进可以覆盖整个感兴趣的区域，使遗漏缺陷的机会几乎为零。可以快速放置数百个压痕 - 如果需要，可以放置数千个 - 所有都可以在没有任何操作员干预的情况下制作和测量。快速查看颜色编码的地图可以帮助操作员快速识别需要进一步调查的区域。

所有这些功能一起还使我们能够处理更复杂的应用程序。一种这样的应用是自冲铆钉 (SPR)。该技术允许仅从一侧进入的情况下将材料片材连接在一起，这在制造效率方面具有一些显着优势。该技术通过以非常**的方式使紧固件和片材变形，从而将它们锁定在一起。随着材料变形，硬度通常会发生变化，并可用于表征接头。自动区域识别、放置、压痕、测量和映射允许快速有效地表征关节。

现在我们正在进入制造的三个维度的世界。增材制造或 3D 打印作为未来的生产技术，几乎在所有制造领域都得到了发展。由于过程的性质，质量控制也是一个三维问题。随着部件的构建，材料属性会因区域而异，因此区域的表征变得更加重要。硬度映射已被证明是分析增材制造样品的宝贵工具。图 9 显示了这样一个部件的特性变化，随着样品的建立，可以看到明显的差异。

现代硬度测试系统的自动化水平和功能性为我们提供了测量样品特性的新机会，而这在几年前是无法实现的。相同的工具提高了易用性、效率、准确性和可重复性——为质量控制的新水平打开了大门。

转载与：https://www.qualitymag.com/articles/96697-digital-technologies-in-hardness-testing

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