金相浸蚀表面的显微硬度测试通常极具挑战性，这与硬度压痕识别的难度有关——复杂的微观结构、低对比度以及表面不规则性会掩盖压痕轮廓，从而降低测试过程中的全自动压痕识别率；而人工硬度压痕识别及卡线测量不仅主观性强，也非常耗时。

QAI是QATM推出的基于人工智能的硬度压痕识别系统，通过AI图像分析能自动、准确地识别化学浸蚀状态下的硬度压痕，在测试表面存在微观结构特征和浸蚀假象的情况下，压痕对角线仍可自动测定。这减少了全自动测试过程中的人工干预，使测试过程更具可重复性且更加快速。

冷作模具钢是常温下使金属变形或成形的专用模具钢，属于工具钢范畴，主要包含过共析钢和莱氏体钢类型。其成分以高碳为主，辅以Cr、Mo、W、V等合金元素提升淬透性和耐磨性。相应地，对冷作钢模具钢进行硬度测试，对于评估塑性变形所引起的强度和耐磨性提升至关重要。冷加工会导致应变硬化，显著提高材料硬度，但也可能产生微观组织不均匀性，需要精确测量。这些技术共同确保了先进钢材中硬化微观组织的可靠表征。

在本篇技术分享中，您将了解到如何对正火处理后的冷作钢——1.2516工具钢进行高质量金相制备，并在腐蚀和显微组织分析后，对其细片层状珠光体组织进行精确、高效的显微硬度分析。

1.2516工具钢的金相制备

在本案例中，由于样品尺寸不大，采用QATM Qcut 150A小型精密切割机及树脂粘接氧化铝切割轮将样品切割至适合镶嵌的尺寸(进给速度为0.2mm, 转速3000rpm)。随后在曾获得德国工业奖的Qpress 40热镶嵌机上将样品镶嵌成直径为40mm的标准块（温度190 °C，压力250bar）。

使用Qcut 150A精密切割机进行切割

Qpress 40热镶嵌机及样品镶嵌块

这里选用的Thermoplast BIO是一款基于聚乳酸和木粉的无尘、无危险品标签物质的热镶嵌化合物新品，专为常规金相样品制备而开发。其均匀的颗粒化可实现干净且无尘的填充，从而为实验室提供安全的工作环境，同时也具有边缘保持度较好和性价比高的优势。

Thermoplast BIO热镶嵌块研磨抛光在QATM新一代Qpol Plus 1磨抛机上进行，加载模式为单点力。这款高颜值的磨抛机拥有自动化进程、高灵活性和高重现性等突出特点。归功于优异的切割质量，研磨过程通过P320-P1200两步砂纸即可完成；随后的抛光过程由中等硬度丝织布Gamma+3µm多晶金刚石抛光液及短绒Zeta精抛布+1µm多晶金刚石抛光液担当；抛光后的清洁表面用3%硝酸酒精溶液进行化学浸蚀。1.2516工具钢是一款过共析钢，浸蚀后可清晰地观察到片层状珠光体和二次渗碳体。

Qpol Plus 1单盘自动磨抛机

磨抛参数

经浸蚀后含有珠光体和二次渗碳体显微组织x500

珠光体组织的显微硬度测试

珠光体的显微硬度压痕及评估

在正火状态下对冷作钢进行硬度测试，是确保材料获得所需性能（尤其是耐磨性和工具寿命）的关键步骤。由于其微观组织复杂且可能达到很高的硬度，因此需要一种精确且可重复的测试方法。采用QNESS 60 A+ EVO或Qness 10/60A+等现代显微硬度计，可显著提高测试的质量和效率。全自动执行测试系列可最大限度减少操作人员的影响，同时实现高样品通量测量。这在分析硬度分布或检测特定微观组织成分时尤为有利。此外，硬度计集成的QAI人工智能图像分析技术（标配）确保了压痕测量的客观性和快速测定。

如下图，借助QAI技术的加持，1.2516工具钢样品中的细片层状珠光体组织可以轻松实现全自动、无人工干预的显微硬度测试，卡线精准，平均硬度值为239 HV 0.1。

Qness 10A+/60A+ EVO显微硬度计