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試験方法

硬さと圧痕の大きさの関係を表す主要な標準試験法は4つあり、 Brinell, Vickers, Knoop, Rockwellです。実用上およびキャリブレーション上の理由から、これらの各方法は適用荷重と圧子ジオメトリの組み合わせによって定義されます。詳細については、次のいずれかのテスト方法を選択してください。

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ビッカース硬さ試験による多様な材料の測定

ビッカース硬さ試験は、幅広い材料の硬さを測定できる信頼性の高い方法です。1924年にVickers社のSmithとSandlandにより開発され、ブリネル法に代わる汎用性の高い硬さ試験法として普及しました。

ビッカース法の大きな特長は高い一貫性にあります。計算は圧子サイズに依存せず、単一のダイヤモンド圧子で軟質材から硬質材まで測定が可能です。そのため、ビッカース硬さ試験機は幅広い用途に適しています。

ビッカース硬さ試験の仕組み

ビッカース硬さ試験は、材料の塑性変形に対する抵抗を評価する硬さ試験法です。

  • 正方形ピラミッド形状のダイヤモンド圧子を、制御された荷重で試料表面に押し込みます。
  • 試験後に残る圧痕の対角線長さを測定します。
  • 得られた結果は HV(Vickers Hardness) または DPH(Diamond Pyramid Hardness) として表されます。

高い精度を有するため、マイクロ硬さからマクロ硬さまで幅広い評価に適しています。

マイクロビッカース硬さ試験では、信頼性と再現性を確保するため、以下の原則が重視されます。

  • 圧子サイズに依存せず、幾何学的に相似な圧痕が形成されること
  • 圧痕が明瞭で測定しやすいこと
  • 圧子が変形しにくいこと(ダイヤモンド圧子を使用)

ビッカース硬さ試験の用途

ビッカース硬さ値は、xxxHVyy または xxxHVyy/zz の形式で表記されます。
例:440HV30

  • 440:硬さ値
  • HV:ビッカーススケール
  • 30:試験荷重(kgf)

保持時間が標準(10~15秒)と異なる場合は、/zz を付記します。
例:440HV30/20 は、荷重保持時間が20秒であることを示します。


ビッカース硬さ試験の用途

ビッカース硬さ試験は、以下の分野で幅広く活用されています。

  • 材料評価
  • 製造工程における品質管理
  • 金属学・工学分野の研究開発

ビッカース法は、引張強さとの相関や耐摩耗性・延性の評価に適しており、500 gf~50 kgf の範囲では試験荷重の影響を受けにくい特長があります。
ただし、作業硬化の影響を避けるため、圧痕間隔は圧痕直径の3倍以上を確保する必要があります。


主な使用分野

  • 航空宇宙・自動車部品
  • 冶金・材料科学分野の研究室
  • 微細構造解析および薄膜コーティング


INNOVATEST ビッカース硬さ試験機

INNOVATESTは、クローズドループ式ロードセルを採用したビッカース硬さ試験機を提供しています。すべての機器は自社R&D施設で開発・設計・耐久試験を実施しており、手動による基本測定から全自動ビッカース硬さ試験まで、用途に応じて選択可能です。

  • FALCONシリーズ

全機種に、複雑なアプリケーションやワークフローにも対応する、使いやすい IMPRESSIONS ソフトウェアを搭載。
また、主要な内部電子部品はすべてINNOVATEST製とし、高水準の品質管理により長期間にわたる信頼性を実現しています。延長保証オプションにも対応しています。

 

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Vickers hardness tester Innovatest

あなたのニーズに最適な硬さ試験機は?

最適な硬さ試験機は、測定する材料、必要な試験荷重、使用環境によって異なります。
すでに測定条件が決まっている場合も、これから検討される場合も、用途に合った機種選びが重要です。

測定要件はお決まりですか?

INNOVATESTの構成ツールを使用

INNOVATESTの独自構成ツールを使えば、ご要望の仕様に合わせた最適な硬さ試験機を簡単に選定できます。推奨モデルと価格情報をすぐに確認でき、迅速で的確な意思決定をサポートします。

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スペシャリストに相談:0366670554

その他の硬さ試験方法

ロックウェル硬さ試験機:迅速で信頼性の高い、安定した測定結果

INNOVATESTのロックウェル硬さ試験機は、標準ロックウェルおよび表面ロックウェルの両方に対応しています。ISO 6508、ASTM E18、JIS Z 2245 に規定された手順に準拠し、世界で最も広く使用されている材料硬さ測定規格に対応しています。

手動式・半自動式・全自動式の各モデルをラインアップし、金属やプラスチックなど幅広い材料の試験が可能です。定義された圧子と荷重により形成される圧痕の深さを測定し、硬さ値を算出します。

材料や用途に応じて、以下のロックウェルスケールが使用されます。

  • HRC:硬鋼向け
  • HRB:真鍮などの軟質金属向け
  • 表面ロックウェルスケール:薄板材やコーティング材向け

ロックウェル硬さ試験の利点

ロックウェル法は、サンプル準備が最小限で済むため、迅速かつ使いやすい硬さ試験方法として、幅広い産業分野で採用されています。主な特長は以下の通りです。

  • 高速な測定と短いサイクルタイム
  • 圧痕形成後、即座に硬さ値を表示

ロックウェル硬さ値の測定方法

  1. 小荷重(予荷重)を加え、ゼロ点(基準点)を設定します。
  2. 主荷重を加えて規定の試験荷重に達し、弾性回復を考慮して所定時間保持します。
  3. 主荷重を除去後も小荷重を保持し、基準点からの圧痕深さの差に基づいてロックウェル硬さ値を算出します。

INNOVATEST ロックウェル硬さ試験機

INNOVATESTは、クローズドループ式ロードセルを採用した専用ロックウェル硬さ試験機を提供しています。すべての機器は自社R&D施設で開発・設計・耐久試験を実施しており、手動による基本測定から全自動ロックウェル硬さ試験まで、用途に応じて選択可能です。
• GEMINIシリーズ
• HAWKシリーズ
• FENIXシリーズ
全機種に、複雑なアプリケーションやワークフローにも対応するユーザーフレンドリーな IMPRESSIONS ソフトウェアを搭載。また、主要な内部電子部品はすべてINNOVATEST製とし、高水準の品質管理により長期にわたる高い信頼性を実現しています。延長保証オプションにも対応しています。

 

Rockwell hardness tester

あなたのニーズに最適な硬さ試験機は?

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すでに測定条件が決まっている場合も、これから検討される場合も、用途に合った機種選びが重要です。

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その他の硬さ試験方法

ブリネル硬さ試験方法|粗材の硬さ測定に最適
ブリネル硬さ試験は、1900年にスウェーデンのヨハン・アウグスト・ブリネルにより開発され、現在も広く使用されている代表的な硬さ試験の一つです。ISO 6506、ASTM E10、JIS Z 2243で標準化されています。鋳物や鍛造品など、粒子構造が粗い材料の硬さ試験に適しています。

 

ブリネル硬さ試験機の仕組み
ブリネル硬さ試験は、試料の寸法や形状に応じて球サイズと荷重を選択することで、ほぼすべての金属材料をブリネル硬さ(HBW)で測定できます。試験の基本原理は共通しており、球径と荷重の比率が一定であれば、異なる条件でも信頼性の高い結果が得られます。
HBWスケール(H:硬さ、B:ブリネル、W:超硬合金製の球状圧子)は、鉄系・非鉄系金属の測定に広く用いられています。

 

ブリネル試験結果
ブリネル硬さ試験の結果は、出荷受入検査や品質管理の基準として、産業界で広く活用されています。得られたブリネル硬さ値からは、以下のような材料特性の把握も可能です。

  • 延性
  • 引張強さ
  • 耐摩耗性

INNOVATESTのブリネル硬さ試験機は、過酷な環境下でも安定した測定が可能です。
ブリネル圧痕の読取装置から高精度自動試験機まで、用途に応じた幅広いラインアップをご用意しています。

 

INNOVATEST ブリネル硬さ試験機
INNOVATESTは、クローズドループ式ロードセルを採用したブリネル硬さ試験機を提供しています。すべての試験機は自社のR&D施設で開発・設計・耐久試験を行っており、手動による基本試験から全自動ブリネル試験まで、用途に応じた構成が可能です。

  • NEXUSシリーズ
  • NEMESISシリーズ

全機種に、操作性と高度なアプリケーション対応を両立した IMPRESSIONSソフトウェア を標準搭載しています。さらに、主要な電子部品はすべてINNOVATEST製とし、高品質と長期にわたる信頼性を確保。延長保証オプションにも対応しています。

 

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Operation of the Brinell hardness tester

あなたのニーズに最適な硬さ試験機は?

最適な硬さ試験機は、測定する材料、必要な試験荷重、
使用環境によって異なります。
すでに測定条件が決まっている場合も、これから検討される場合も、用途に合った機種選びが重要です。

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ブリネル硬さ試験手順

ブリネル硬さ試験手順
ブリネル硬さ試験は、押込み硬さ試験として大きく 2つのステップ で行われます。

ステップ1:押込み

  • 既知のインデンターと試験荷重を用い、試料に垂直に押し込みます。
  • 規定の保持時間、荷重を維持します。

ステップ2:測定

  • 形成された押込み痕の直径を、互いに直交する2方向以上で測定します。
  • 直径の平均値から、所定の計算式または換算表を用いてブリネル硬さ値を算出します。

その他の硬さ試験方法

ヌープ硬さ試験法の使用

ヌープ硬さ試験は、非常に薄い材料やコーティング、脆い試料の評価に適したマイクロ硬さ試験です。低荷重と独自形状のダイヤモンド圧子を用いることで、微小な圧痕による高精度な硬さ測定を実現します。本試験法は ISO 4545、ASTM E92、JIS B7725 に規定されています。
INNOVATEST製の ヌープ硬さ試験機 は、高い精度と信頼性を重視した設計が特長です。専門的なサポート体制のもと、用途に応じた幅広いマイクロ硬度計ラインアップを提供しています。

ヌープ試験とビッカース試験の違い

ヌープ試験とビッカース試験はいずれも微小硬さ試験に分類されますが、圧痕形状や測定特性に違いがあります。
• ヌープ試験:横長で非対称な圧痕を形成し、微小領域での硬さ分布(マッピング)を高精度に測定できます。
• ビッカース試験:正方形で対称な圧痕により、やや高い荷重でも安定した測定が可能です。
薄膜・軟質材料の微小硬さ試験
薄膜や繊細な材料の測定には、ヌープ硬さ試験が適しています。特に 200 gf 以下の低荷重測定では、ビッカース法に比べて測定ばらつきが少なく、信頼性の高い結果が得られます。

ヌープ硬さ試験とは?― その仕組み

ヌープ硬さ試験は、長短の対角を持つ精密なダイヤモンド圧子を用いて、横長の圧痕を形成する微小硬さ試験です。
• 試験荷重は主に 10 gf~1000 gf の範囲で使用され、条件によっては 2~5 kgf まで適用される場合もあります。
• ヌープ法はバルク材の測定には一般的ではありませんが、500 gf など特定条件下ではASTM規格に基づき、他の硬さスケールへの換算が可能です。
• 高荷重条件では、材料特性や試験設定により測定値が変動する場合があります。
ヌープ硬さ試験は、微小部位、断面、表面勾配などにおける硬さ分布の評価に特に適しています。

ヌープ硬さ試験用サンプルの準備

正確な測定には、適切なサンプル準備が不可欠です。
• 表面の腐食、傷、変形などは、特に低荷重測定において結果に大きな影響を与えます。
• 表面欠陥を確実に除去することで、高い精度と再現性を確保できます。

ヌープ硬さ HK は、規定の計算式に基づいて算出されます。
(※計算式および換算図表は別途ご参照ください)

INNOVATESTは、ヌープスケールに対応したクローズドループ式ロードセル採用の硬さ試験機を提供しています。すべての機器は自社R&D施設で開発・設計・耐久試験を実施しており、手動による基本測定から全自動ヌープ硬さ試験まで、用途に応じて選択可能です。
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最適な硬さ試験機は、測定する材料、必要な試験荷重、使用環境によって異なります。
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その他の硬さ試験方法