熱処理されたワークピースの硬度試験方法

表面熱処理は、表面焼入れ焼戻し熱処理と化学熱処理の2種類に分けられます。硬度試験方法は以下のとおりです。

1. 表面焼入れ焼戻し熱処理

表面焼入れ焼戻し熱処理は通常、誘導加熱または火炎加熱によって行われます。主な技術的パラメータは、表面硬度、局所硬度、および有効硬化層の深さです。硬度試験には、ビッカース硬度計またはロックウェル硬度計を使用できます。実験力の選択は、有効硬化層の深さとワークピースの表面硬度に関連しています。ここでは、3 つの硬度試験機が関係します。

（１）ビッカース硬度計は、熱処理されたワークピースの表面硬度を試験するための重要な手段です。0.5～100KGの実験力を用いて、厚さ0.05mmという薄い表面硬化層を試験できます。精度が高く、熱処理されたワークピースの表面硬度のわずかな違いを識別できるだけでなく、有効硬化層の深さもビッカース硬度計で検出できるため、表面熱処理加工を行うユニットや、表面熱処理されたワークピースを多数使用するユニットには、ビッカース硬度計を装備する必要があります。

（２）表面ロックウェル硬度計は、表面焼入れされたワークピースの硬度試験にも非常に適しています。表面ロックウェル硬度計には３つのスケールがあり、有効硬化層深さが0.1mmを超える様々な表面硬化ワークピースを試験できます。表面ロックウェル硬度計の精度はビッカース硬度計ほど高くはありませんが、熱処理工場の品質管理および認定検査の検出方法としての要件を満たすことができます。また、操作が簡単で使いやすく、価格が安く、測定が迅速で、硬度値を直接読み取れるという特徴もあります。表面ロックウェル硬度計は、表面熱処理されたワークピースのバッチを一つずつ迅速かつ非破壊的に検出するために使用できます。金属加工工場や機械製造工場にとって非常に重要です。表面熱処理の硬化層が厚い場合も、ロックウェル硬度計を使用できます。熱処理硬化層の厚さが0.4～0.8mmの場合は、HRAスケールを使用できます。硬化層の深さが0.8mmを超える場合は、HRCスケールを使用できます。ビッカース、ロックウェル、表面ロックウェルの3つの硬度標準値は相互に簡単に変換でき、規格、図面、またはユーザーが要求する硬度値に変換できます。対応する変換表は、国際規格ISO、米国規格ASTM、中国規格GB/Tに記載されています。

（３）熱処理された硬化層の厚さが0.2mmを超える場合は、リープ硬度計を使用できますが、C型センサーを選択する必要があります。測定時には、ワークピースの表面仕上げと全体の厚さに注意する必要があります。この測定方法はビッカース硬度計やロックウェル硬度計ほど正確ではありませんが、工場での現場測定に適しています。

2. 化学熱処理

化学熱処理とは、ワークピースの表面に1つまたは複数の化学元素の原子を浸透させることで、ワークピース表面の化学組成、構造、および性能を変化させる処理です。焼入れと低温焼戻しの後、ワークピースの表面は高い硬度と耐摩耗性、接触疲労強度を持ち、ワークピースの中心部は高い強度と靭性を持ちます。化学熱処理ワークピースの主な技術パラメータは、硬化層の深さと表面硬度です。硬度が50HRCまで低下する距離が、有効硬化層の深さです。化学熱処理ワークピースの表面硬度試験は、表面焼入れ熱処理ワークピースの硬度試験と同様です。ビッカース硬度計、表面ロックウェル硬度計、またはロックウェル硬度計を使用できます。硬度計で検出するのは窒化層の厚さだけで、一般的に0.7mm以下です。その場合はロックウェル硬度計は使用できません。

3. 局所的な熱処理

局所的な熱処理が必要な部品には、誘導加熱などによる局所焼入れ熱処理を行うことができます。このような部品は通常、図面に局所焼入れ熱処理の位置と局所硬度値をマーキングする必要があり、部品の硬度試験は指定された領域で行う必要があります。硬度試験装置には、ロックウェル硬度計を使用してHRC硬度値を測定できます。熱処理硬化層が浅い場合は、表面ロックウェル硬度計を使用してHRN硬度値を測定できます。