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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Vickers 試験方法

ビッカース硬さ試験は、材料の硬度を測定するブリネル試験の代案として、ビッカース社のスミスとサンドランドに
よって1924年に開発されました。 ビッカース試験は、必要な計算が圧子のサイズとは無関係であり、圧子は硬度に
かかわらずすべての材料に使用できるので、他の硬度試験よりも使いやすいことが利点です。

すべての一般的な硬度測定と同様に、基本的な原則は、素材の塑性変形に抵抗する能力を観察することです。
ビッカース試験はすべての金属に使用することができます。
圧子の形状は、サイズにかかわらず、幾何学的に類似の圧痕を生じさせることができなければなりません。 圧痕
には明確な測定点があり圧子は自己変形に対して高い抵抗を有するべきです。 正方形ベースのピラミッド形の
ダイヤモンドは、これらの条件を満たしています。
ビッカース硬度の数値はxxxHVyyとして表現されます。 440HV30、
力の持続時間が10秒から15秒まで異なる場合は、xxxHVyy / zzとなります。440Hv30 / 20

440は硬度値
HVは硬度スケール(ビッカース)
30はkgで使用される荷重を示します。
20は、10秒から15秒まで異なる場合のローディング時間を示します

ビッカース値は一般に試験力とは無関係です。力が少なくとも200gfであれば、500gfと50kgfで同じ値になりま
す。 硬度は実際に材料の真の特性ではなく、使用される実験方法および硬さスケールと関連して見られるべき経
験的な値です。 ビッカース硬さ試験を行う場合、素材の圧痕領域間の相互作用を避けるために、圧痕間の距離
は圧痕の直径より3倍以上離れていなければなりません

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Rockwell 試験方法

ロックウェル硬度試験は、スティールベアリングに対する熱処理の効果を迅速に決定するために、1919年頃にニューヨーク 州シラキュースの冶金学者Stanley P. Rockwellによって考案された。
スウェーデンで1900年に発明されたブリネル硬さ試験は、完全に硬化した鋼ではで有用ではなく、非破壊と見なすには大き すぎる印象を残しました。 ロックウェルは機器メーカーと協力して発明を商品化し、標準化された試験機を開発しました。

ロックウェル硬さ試験は、荷重が加えられたときの圧痕深度の増加に基づく硬度測定値です。硬度の値は、一般に
A、B、C、R、L、M、E、Kスケールで与えられます。各尺度の値が高いほど、材質が硬くなります。
3kgまたは10kgの軽荷重が最初に加えられ、最初の貫通が生じ、圧子を適所に保持すします。
その後、ダイヤルはゼロに設定され、大きな負荷が適用されます。主荷重を取り除くと、主荷重が掛かっている状態
で深度を読み取ります。硬度番号は、スケールから直接読み取ることができます。
ロックウェルスケールは、材料サンプルに挿入された圧子の浸透深さによる材料の圧入硬さを特徴付け、いくつか
の基準材料における浸透圧と比較します。これは、材料科学の硬度の定義の1つです。その硬度値はHR’X ‘で示さ
れ、使用されるスケールの文字です。硬さと強度との関係は、両方とも材料に塑性変形が生じるのにかかる圧力の
尺度であることです。

操作
材料のロックウェル硬度の決定には、小さな負荷の後に大きな荷重が加えられ、次いで、ダイヤルまたはディスプレ
イから硬さ値に直接変換された浸透深さが記されており、 ロックウェル硬度の主な利点は、硬度値を直接表示で
きることで、他の硬度測定技術に伴う複雑な計算が不要になります。 また、比較的単純で容易なセットアップは、様
々な条件下での設置を可能にします。

ロックウェルテスタは、通常、エンジニアリング、冶金、および産業環境で使用されます。 商業的な人気は、そのスピ ード、信頼性、堅牢性、解像度、およびインデントの小さな領域から生じています。
スケールと値 最も一般的に使用されるのは“ C”と“ B”のスケールです。 両方とも任意の無次元数として硬度を表現します。

Bスケールは、より柔らかい材料(アルミニウム、真ちゅう、および軟らかい鋼など)に使用されます。 これは、圧子と してタングステンカーバイドボールを使用し、100kgの重量を使用して「HRB」として表される値を得る。 より硬い 材料の場合のCスケールは、「HRC」と表される値を得るために、ダイヤモンドコーンと150kgの重量を使用します。

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Brinell 試験方法

ブリネル硬度試験は今日一般に使用されている最も古い硬度試験方法です。 これは1900年にJohan August Brinell
博士によってスウェーデンで発明されました。この試験は、正確なロックウェルまたはビッカース試験のために粒状構 造があまりにも粗い鋳物および鍛造材の硬度を決定するためによく使用されます。

ほぼすべての金属は、単にボールの大きさと試験力を変化させることによってブリネル試験で試験することができます。
ボールの大きさと力の比を一定に保つ限り、結果は正確であるとみなされます。
ブリネル硬度試験の結果は、製品出荷の受入れの基礎として、および品質管理の目的のために、産業界で広く使用さ
れている。これらの結果は、延性、引張強度、耐摩耗性などの金属特性と相関する面があります。
ブリネル試験は、2つのステップからなる圧痕硬さ試験です。

ステップ1、圧子を試験片の表面に垂直に接触させ、指定された試験力を加える。 試験力は指定された時間保持され、その後取り出される。
ステップ2:窪みの直径は、互いに垂直な少なくとも2つの方向で測定される。 ブリネル硬度値は、硬度を検出する数式 の使用による直径測定の平均から、またはより頻繁には式に基づくチャートから計算されます。

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Knoop 試験方法

Knoopの圧子は、Vickersと異なり非幾何学的な圧こんとなります。特に200 gf未満の試験力では、Knoop硬度に大きなばらつきがあります。

Knoop硬度は通常、バルク硬度の定義には使用されませんが、ASTMのような標準が他の試験スケールに変換する500gfでは使用されます。
また、Knoop試験は特定の状況では必要とされるかもしれないが、1000gfを超える試験力では実施すべきでありません。

長いKnoop圧こんと短い圧こんとの間には大きな差があるため、Knoop圧子はVickers圧子と比較して非常に短い距離での硬度の変化を測定するのに適していることが多い。25gf以下の力でのVickers試験およびヌープ試験は、光学顕微鏡による非常に小さな圧痕(20μm未満)の測定が高精度かつ再現性をもって困難であるため、不正確になりやすいです。

標本の損傷は標本の準備において、テスト結果に影響を与える可能性があります。 この問題は、試験力が低下するにつれてより重大になります。