硬度試験は、材料がより硬い物体に押し込まれることへの抵抗を測定し、結果を尺度で報告します。この測定は代用にすぎません。金属では引張強さと広く相関し、引張試験よりはるかに速く、ほとんどの形式では小さな跡しか残しません。そのため、受入検査と熱処理後の確認として広く用いられています。
方式は計器よりも重要です。尺度のない硬度の数字は意味を持ちません。ロックウェル、ブリネル、ビッカース、反発方式は、押し付け方が違い、測定するものが違い、直接には比較できない値を出すためです。同じ鋼の部品でも、試験台形の計器ではある値、携帯形の反発式では別の値、ビッカース試験機では三つ目の値を示し、三つともそれぞれの前提では正しいことがあります。
したがって実務上の選定の問いは、部品にどの方式が合うかです。部品の大きさ、試験台まで運べるか、表面を仕上げられるか、目に見える跡が許容されるか、そして適用される仕様が何を要求しているかです。このページはこれらの点を順に扱い、携帯形の計器が試験台形の機械の有効な代用になる場合とならない場合の問いも扱います。
試験台での試験は、定められた圧子を定められた荷重で表面に押し込み、その結果を測定します。ロックウェル方式では侵入深さを直接に読み、尺度の記号が圧子と荷重の両方を表しています。そのため読み取りは即座で、尺度を必ず値に添えて示す必要があります。ブリネルとビッカースでは、残ったへこみの大きさを光学で測定して換算するため、遅くなり、跡はより大きくなりますが、表面状態への感度ははるかに低くなります。
試験片の厚さとへこみの深さの関係が、測定値を無効にする最も多い原因です。圧子の下に十分な材料がないと、アンビルが荷重の一部を支えて数字は高く出ます。これは目に見える誤りではなく、誤った合格です。各方式に付されている最小厚みの規則はこのためにあり、推測ではなく図面と照らして確認します。
携帯形の反発式試験機は別の原理で動作します。定められた物体を表面に衝突させ、その反発速度を衝突速度と比べます。機械まで運べない大きな部品で本当に役立ちますが、結果は部品の質量と剛性に依存するため、薄い板で取った測定値は重い鋳物で取ったものと比較できません。計器は反発の値を数学的に他の尺度へ換算しますが、これらの換算には守るべき限界があります。
仕様のほとんどは、精度等級ではなくこれらの判断で決まります。一つが次を制約するため、順番に決めていきます。
| 構成 | 確定が必要な選択肢 | 決定対象 |
|---|---|---|
| 試験方式と尺度 | 尺度の記号を伴う試験台方式と、携帯形の反発方式 | 適用される仕様が指定している尺度はどれか、そして部品に残る跡が許容できるかです。 |
| 圧子の形式 | ダイヤモンド円錐、焼入れ鋼のボール、ダイヤモンド四角錐、および反発式の衝突体 | 計器が何を測定できるかです。圧子と荷重の組み合わせには硬い材料向こうと柔らかい材料向こうがあり、尺度の記号はその組み合わせを表しています。 |
| 試験荷重 | 特定の尺度に対して固定、または範囲内で選択可能 | 計器がどの尺度までカバーできるか、そして 1 台で複数の仕様に対応できるかです。 |
| 試験台形と携帯形 | ステージとアンビルを備えた据付形の機械、または手に持つ反発式の計器 | 部品を計器のところへ運べるか、そして測定をその場で取らなければならないかです。 |
| 試験片の支持と最小厚さ | アンビルの構成と、その方式が許容する最小の断面 | 測定値がそもそも有効かです。支持が不足する試験片は高く読み、不合格であるべき部品を合格にしてしまいます。 |
| 表面準備の要件 | その方式が想定する面の仕上げと、部品に対して行う準備の量 | 準備の時間を見ておく必要があるか、そして仕上げ済みの部品で準備そのものが許容されるかです。 |
| 表示とデータの取り扱い | 直接表示、そして測定値を保存、平均、出力できるか | ロットの記録を作る必要があるか、個々の測定値が欲しいのか統計的な結果が欲しいのかです。 |
| 検証用アクセサリ | 使用中の尺度に合わせた基準片 | 計器が正しく測定していることを示せるかどうかです。多くの品質システムでは、定められた間隔でこれを要求します。 |
| 選択要素 | それが答えを決める理由 | 問い合わせ前に決めておくこと |
|---|---|---|
| 材料のファミリー | 金属、プラスチック、エラストマは異なる尺度を使い、1 台でこの 3 つをカバーする計器はありません | 試験に適用される仕様と材料を明示してください |
| 仕様が指定する尺度 | 数字は尺度とともに意味を持ち、必要な尺度が計器を決めます | 図面または規格から、尺度と許容帯を引用してください |
| 部品の大きさと質量 | 重い鋳物は試験台形の機械に運べず、軽い部品は反発方式では確実に試験できません | 最大の部品と最小の部品を、概算の質量と断面の厚さを添えて伝えてください |
| 試験面への到達性 | 圧子を試験面に直角に向ける必要があります | 形状と、特殊なアンビルや支持が使えるかを説明してください |
| 跡が許容できるか | 目に見えるへこみが残る方式があり、仕上げ済みの表面では使えなくなります | 試験後に部品を使うのか販売するのかを明示してください |
| 試験点での厚さ | 方式の最小厚さを下回る場合、測定値は近似ではなく無効になります | 試験する箇所の肉厚または断面の厚さを伝えてください |
| 記録と検証の要件 | トレーサブルな基準片と測定値の記録を、顧客自身の品質システムが要求することがあります | 証明書やロット記録が必要か、どの間隔で計器を検証するかを明示してください |
これらのうち未確定の項目が残っても、分かっている内容をお送りください。用途の説明をもとに見積りを作成し、不足が埋まったあとで詰め直すことができます。
硬度試験機 のお問い合わせが、実際にはどのタイプにあたるのか、そして選定がどこで決まるのかをまとめています。
| 近似する代替機種 | 硬度試験機との違い |
|---|---|
| 引張試験機 | 加工済みの試験片を破断まで引張り、強さ、伸び、弾性率を直接に与えます。試験は破壊的で、機械加工した試験片が必要で、はるかに遅くなります。ただし、代用ではなく性質そのものを測定します。設計計算または認証が引張の値を要求する場合、硬度では代用できません。 |
| 圧縮試験機 | 荷重を加えて試験片を圧壊または変形させるもので、コンクリート、包装材、エラストマ部品に適用される試験です。表面がどれだけ硬いかではなく、部品がどれだけの荷重を支えられるかに答えます。 |
| 衝撃試験機 | ノッチのある試験片を破断するときに吸収されるエネルギーを測定するもので、圧への抵抗ではなく靭性に関するものです。硬度が同じ 2 つの鋼も、衝撃の挙動では大きく異なることがあり、硬度試験ではその差は分かりません。 |
| 膜厚計 | 母材の性質ではなく、表面の層の厚さを測定します。表面処理した部品では両方の測定値が求められることがありますが、答えは別の問いにあり、一方が他方を報告することはありません。 |
| 表面粗さ計 | 表面の凹凸を断面曲線の形で報告します。これが摩擦、シール性、外観を決めます。面の仕上げは硬度の測定値にも影響するため、この 2 台の計器は検査台をよく共有します。 |
| 材料試験機 | 試験片に荷重を加える機械の一般的な見出しで、1 台のフレームで引張り、圧縮、曲げ、疲労をカバーします。試験室でそのいくつかが必要なら、万能試験機がまとめて扱えます。硬度は、別系統で、より速く、通常は非破壊の確認として残ります。 |
硬度と靭性は、互いに置き換えられるものとして扱われることの多い組み合わせです。置き換えはできません。表面処理は硬度を大きく上げても、材料の靭性をそのままにすることがあり、逆に下げることもあります。
お問い合わせにこれらの内容が含まれていれば、最初の返信は質問集ではなく見積りになります。数値が不明な場合は、用途の説明をお送りいただければ、そこから必要な条件を確認します。
公開中の製品
TH100 (4機種) · 硬度試験機
HL を読み、キー操作 1 回で HB、HRC、HRB、HRA、HV、HS へ換算する携帯形リーブ硬度試験器。D 衝撃装置、360° の測定方向、10 の内蔵材質を備えます。
よくあるご質問
概算で、かつ限られた範囲内でのみ可能です。公表されている換算表は特定の材料グループを対象とし、等号ではなく比較にすぎないため、換算した値は推定です。仕様が尺度を指定している場合は、その尺度で測定します。換算した数値は、通常、受け入れの判定ではなくスクリーニングなら認められます。
はい、そしてそれは想定どおりです。ロックウェル、ブリネル、ビッカース、反発方式は、表面への荷重のかけ方が違い、測定するものが違い、報告する尺度が違います。尺度の違う二つの結果が、どちらも正しいことはあり得ます。有効でないのは、ある尺度で取った測定値を、別の尺度用に書かれた許容帯と比べることです。
機械まで運べない大きく重い部品では、携帯形の反発式試験機が現実には唯一の選択肢となることが多く、現場での確認に広く使われています。薄く、軽く、しなる部品では頼れにくくなります。結果はワークの質量と剛性に依存するためです。受け入れの判定が重要な場合、測定値は通常、試験台形の機械で確認します。
圧子の下の材料が変形を引き受けなければならないためです。ある厚さを下回ると、試験片の裏側の支持が荷重の一部を支え、材料の実際の硬さより高い値が出ます。そうすると、検査は通るのに証明書が示すとおりではない部品が生まれます。このため、方式を選ぶ前に厚さを確定します。
仕様をお送りいただければ、該当する型式、供給可能性、納期を確認します。最低注文数は 1 台 です。
見積依頼
技術的な詳細をお送りいただければ、供給可否・納期・取引条件を確認いたします。在庫品は 48 時間以内に出荷し、カスタマイズ仕様は通常 2〜10 日を要します。最低注文数は 1 台 です。