金属の硬度を表すコードはHです。硬度試験方法によって、ブリネル硬度(HB)、ロックウェル硬度(HRC)、ビッカース硬度(HV)、リープ硬度(HL)、ショア硬度(HS)などの一般的な表記法がありますが、HBとHRCが最もよく使われています。HBは適用範囲が広く、HRCは熱処理硬度など、表面硬度が高い材料に適しています。硬度試験機の圧子が異なるのが違いです。ブリネル硬度試験機は球状圧子、ロックウェル硬度試験機はダイヤモンド圧子です。
HVは顕微鏡分析に適しています。ビッカース硬度(HV)は、120kg未満の荷重と頂角136°のダイヤモンド四角錐圧子で材料表面を押し付けます。材料の圧痕の表面積を荷重値で割った値がビッカース硬度(HV)です。ビッカース硬度はHVで表され(GB/T4340-1999参照)、非常に薄いサンプルを測定します。
HLポータブル硬度計は測定に便利です。衝撃ボールヘッドを使用して硬度測定面に衝撃を与え、跳ね返りを発生させます。硬度は、試料表面から1mmの位置でのパンチの跳ね返り速度と衝撃速度の比によって算出されます。計算式は次のとおりです。リーブ硬度HL = 1000 × VB (跳ね返り速度) / VA (衝撃速度)。
携帯型リーブ硬度計は、リーブ硬度(HL)測定後、ブリネル硬度(HB)、ロックウェル硬度(HRC)、ビッカース硬度(HV)、ショア硬度(HS)に変換できます。また、リーブの原理を用いて、ブリネル硬度(HB)、ロックウェル硬度(HRC)、ビッカース硬度(HV)、リーブ硬度(HL)、ショア硬度(HS)の値を直接測定することも可能です。
HB - ブリネル硬度:
ブリネル硬度(HB)は、非鉄金属、熱処理前または焼きなまし後の鋼など、材料が比較的柔らかい場合に一般的に使用されます。ロックウェル硬度(HRC)は、熱処理後の硬度など、材料の硬度が高い場合に一般的に使用されます。
ブリネル硬さ(HB)は、一定サイズの試験荷重です。一定直径の硬化鋼球または超硬合金球を、試験対象の金属表面に押し付けます。試験荷重を一定時間保持した後、荷重を取り除き、試験対象表面の圧痕の直径を測定します。ブリネル硬さの値は、荷重を圧痕の球面表面積で割った値です。一般的に、一定サイズ(通常直径10mm)の硬化鋼球を一定荷重(通常3000kg)で材料表面に押し付け、一定時間保持します。荷重を取り除いた後、荷重と圧痕面積の比がブリネル硬さ(HB)の値であり、単位はキログラム力/mm2(N/mm2)です。
ロックウェル硬さは、圧痕の塑性変形深さに基づいて硬さの値の指標を決定します。0.002 mm が硬さの単位として使用されます。HB>450 の場合、またはサンプルが小さすぎる場合は、ブリネル硬さ試験は使用できず、代わりにロックウェル硬さ測定が使用されます。これは、頂角 120° のダイヤモンドコーンまたは直径 1.59 mm または 3.18 mm の鋼球を使用して、一定の荷重で試験対象材料の表面に押し込み、圧痕の深さから材料の硬さを計算します。試験材料の硬さに応じて、3 つの異なるスケールで表されます。
HRA:これは、60kgの荷重とダイヤモンドコーン圧子を使用して得られる硬度であり、超硬合金などの極めて高い硬度を持つ材料に使用されます。
HRB:これは、100kgの荷重と直径1.58mmの硬化鋼球を使用して得られる硬度であり、硬度の低い材料(焼きなまし鋼、鋳鉄など)に使用されます。
HRC:これは、150kgの荷重とダイヤモンドコーン圧子を使用して得られる硬度であり、非常に高い硬度を持つ材料(焼入れ鋼など)に使用されます。
加えて:
1. HRCはロックウェル硬度Cスケールを意味します。
2. HRCとHBは生産において広く使用されています。
3.HRC適用範囲HRC 20-67、HB225-650に相当、
硬度がこの範囲より高い場合は、ロックウェル硬度AスケールHRAを使用します。
硬度がこの範囲より低い場合は、ロックウェル硬度BスケールHRBを使用します。
ブリネル硬度の上限はHB650であり、これを超える値をとることはできません。
4. ロックウェル硬度計Cスケールの圧子は、頂角120度のダイヤモンドコーンです。試験荷重は一定の値で、中国規格では150kgfです。ブリネル硬度計の圧子は、焼入れ鋼球(HBS)または超硬合金球(HBW)です。試験荷重は球の直径によって異なり、3000~31.25kgfの範囲です。
5. ロックウェル硬さの圧痕は非常に小さく、測定値は局所的です。平均値を求めるには、複数の点を測定する必要があります。完成品や薄片に適しており、非破壊検査に分類されます。ブリネル硬さの圧痕は大きく、測定値は正確ですが、完成品や薄片には適しておらず、一般的に非破壊検査には分類されません。
6. ロックウェル硬度の値は、単位のない無名の数値です。(したがって、ロックウェル硬度をある一定の度数と呼ぶのは誤りです。)ブリネル硬度の値は単位を持ち、引張強度とある程度の近似的な関係があります。
7. ロックウェル硬度は、ダイヤルまたはデジタル表示で直接表示されます。操作が簡単で、迅速かつ直感的であり、大量生産に適しています。ブリネル硬度は、圧痕の直径を顕微鏡で測定し、その後表を参照するか計算する必要があるため、操作がより煩雑です。
8. 特定の条件下では、表を参照することでHBとHRCを入れ替えることができます。暗算式は、おおよそ1HRC≈1/10HBと記録できます。
硬度試験は、機械的特性試験において簡便で容易な試験方法です。硬度試験を特定の機械的特性試験の代替として使用するためには、製造現場において硬度と強度とのより正確な換算関係が必要となります。
金属材料の様々な硬度値と、硬度値と強度値の間には、おおよその対応関係があることが実証されている。硬度値は初期塑性変形抵抗と継続塑性変形抵抗によって決まるため、材料の強度が高いほど塑性変形抵抗が高くなり、硬度値も高くなる。
投稿日時:2024年8月16日

