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硬さ試験

1900年くらいに、マルテンは硬さ試験について以下の様な定義を提唱していました:”硬度は、別の(より硬い)ボディによるインデントに対するボディの抵抗です”この単純だが正確な定義は、技術の世界ではその地位を占めており、今日でも有効です。技術的な硬さとは、材料または材料の状態を説明するために使用される機械的特性の一つです。

硬度は直接測定することはできませんが、主要な測定変数(たとえば、試験荷重、押し込み深さ、押し込み面積)から導き出されます。試験方法に応じて、硬度値は次のいずれかから決定されます:

  • 試験荷重と硬さの押込みを特徴付ける幾何学的値の1つ(押込み深さなど)
  • 押込みを特徴付ける長さだけで
  • 違う材料同士の反応によって(引っかき抵抗)

硬さの値は、同じ試験方法で同じ試験パラメータを使用して決定された場合にのみ比較可能です。

明確な硬度値は、次の基準によってのみ値付けをすることができます:硬度値の定義、圧子の形状と材料、試験荷重のサイズと時間、試験荷重のタイプ、および試験片の状態と表面品質。

硬さ試験のメソッドを選択する際に一番に考慮すべき点は:

  • 対費用効果
  • 試験の準備にかかるコストと労力
  • 適切な硬度計の有無
  • 規格の要求

追加のファクター:

  • 試験片材料:と硬さ
  • 形状、寸法と重量
  • 試験片のアクセス性
  • 試験の性質(一連のシリーズなのか一回きりなのかなど)
  • 許容測定不確かさ

硬さ試験の方法

金属に対しては、通常静的に荷重をかけていくメソッド が採用されます。カーバイドまたはダイヤモンドでできた圧子(ボール、コーン、またはピラミッド)は、しっかりしたベースに固定された試験片の表面に垂直に押し込まれます。試験荷重をある決められたアプリケーションと滞留時間で、スムースに衝撃などを与えずに加えていきます。多くの試験メソッドにおいては、荷重を除荷した後に押込みを測定します。長さ測定値(圧痕の深さ、対角線、直径)と試験荷重を使用して、硬度値を計算します。

実際には、ロックウェル、ブリネル、ビッカース、およびヌープの硬さ試験方法が使用されており、最新の計装化押込みメソッド(マルテン硬度)が着実に重要性を増しています。この方法は、材料の特性や硬度の値を決定するための追加のパラメーターを提供するため、特に研究開発や業界での使用が増加しています。さらに、このメソッドはいかなる材料でも使用可能です。

動的な力加えるメソッドは、特に大きなコンポーネントが試験される場合、モバイルデバイスを必要とすることがよくあります。

硬さ試験方法

ビッカーズ試験 ISO 6507

ビッカーズ硬さ試験、ISO 6507, ASTM E92, ASTM E384
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ロックウエル試験 ISO 6508

金属の硬さ試験:深度測定メソッド、ISO 6508、ASTM E18
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ブリネル試験 ISO 6506

ブリネル硬さ試験、ISO 6506、ASTM E10
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ISO 14577計装化押込み試験

ISO 14577の計装化押込み試験では材料の機械的な特性を包括的に測定します。
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ナノインデンテーション

ナノインデンテーションは極薄いレイヤーや極小の表面を必要な荷重と十分な変位分解能で機械的な特性値を測定します。
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製品ポートフォリオから硬度計関係の製品

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