軸承鋼布氏壓痕形貌對硬度測量影響特性研究*

常文鐸，曾志強，黨長營，賈立功，張曉琳

(中北大學a.機械工程學院；b.先進制造技術山西省重點實驗室，太原 030051)

0 引言

硬度作為一種檢測材料力學性能的重要指標,其值在一定程度上反映出材料的彈性極限、彈性模數、屈服極限、脆性等性能，因此受到國內外研究學者的廣泛關注。布氏硬度作為最早提出的硬度測量方法之一，以其高分辨率、高可靠性等優勢，在生產和研究中占有很大比重，所以如何提高布氏測量精度成為目前亟待解決的關鍵問題。

近年來，國內外學者關于布氏硬度的高精度測量進行了廣泛的研究。YUKIMI等[1]使用卷積神經網絡對壓痕直徑進行測量，減少標準塊表面對壓痕測量的影響。MA等[2]利用有限元分析FEA確定壓痕圓直徑位置。單忠德等[3]提出基于粒子群的Snake模型對壓痕圓輪廓進行提取，根據其直徑獲取布氏硬度值。張月平等[4]通過目標區域處理最后實現壓痕圓測量。張芳[5]應用遺傳算法在壓痕圓擬合中，實現高精度壓痕圓提取。由于被測材料在壓痕圓附近存在隆起效應[6]，準確提取壓痕圓是保證硬度值精度的重要前提，VIOTTI等[7]提出利用像面全息技術實現對隆起球面壓痕形態的全場測定，以解決由于壓痕隆起或凹陷效應而導致的硬度計壓頭與試樣接觸面積測量不準確的問題。

目前基于視覺技術的布氏硬度檢測研究主要聚焦于邊緣提取算法的改進及壓痕微觀形貌的定性分析等方面，鮮有針對某一種特定材料布……