高度な材料、解決志向の手法、定性的・定量的検査
硬さ試験は、金属産業において材料の変形に対する抵抗力を測定する重要なプロセスです。硬さ試験により、強度、靭性、耐摩耗性など、材料の選択と加工に重要な特性を決定することができます。様々な試験方法によって、材料の硬度を正確に測定することができ、これが材料のさらなる処理と応用の基礎となります。.
硬さ試験の方法
試料の硬さを評価するには、ペネトレータを一定の試験力で材料表面に押し付けます。ペネトレーターが残した永久的な印象が測定され、貫入深さが算出され、その後材料の硬度が算出されます。さまざまな方法があり、それぞれ異なる材料の種類や要件に適しています：
- ビッカース硬さ試験最も頻繁に使用される硬さ試験法は、ビッカース法である。ビッカース法は非常に汎用性が高く、大きな試料にも小さな試料にも適している。ダイヤモンドピラミッドを使用し、溶接部や薄い部品の試験によく適用されます。.
- ブリネル硬さ試験：この方法は、粗い粒子構造を持つ材料に最適。タングステンカーバイトボールを使用し、大きな試料の試験に適しています。.
- ロックウェル硬さ試験：この方法は特に効率的で、さまざまな材料に適している。迅速な測定が可能で、瞬時に読み取り可能な結果が得られます。硬化鋼や鋳鉄によく用いられる。貫通体として鋼球が使用される。.
- ヌープ硬さ試験ヌープ硬さ試験は、低圧で行うため亀裂の発生を防ぐことができ、脆い材料や薄い塗膜に特に有効です。菱面体ダイヤモンド圧子を使用。.
これらの検査手順は国際基準に基づいており、比較可能な結果を保証する：
- ISO 4545： 金属材料 - ヌープ硬さ試験
- ISO 6506： 金属材料 - ブリネル硬さ試験
- ISO 6507： 金属材料 - ビッカース硬さ試験
- ISO 6508： 金属材料 - ロックウェル硬さ試験
- DIN 51917： 炭素質材料の試験 - ロックウェル硬さ試験
- ASTM C886： 炭素および黒鉛材料の硬さ試験に関する標準試験方法
- ASTM E10： 金属材料のブリネル硬さ標準試験方法
- ASTM E18： 金属材料のロックウェル硬さ標準試験方法
- ASTM E92： 低荷重域でのビッカース硬度とヌープ硬度
- ASTM E384： ビッカースおよびヌープに準拠した材料のマイクロインデンテーション硬さの標準試験方法
適切な硬さ試験方法と適用荷重の選択は、材料の種類、硬さ、要求精度など、いくつかの要因によって異なります。不均質な構造を持つ材料では、より広い試験範囲が必要になる場合があり、非常に薄い部品やコーティングでは微小硬さ試験が好まれます。.
測定方法によっては、材料表面を測定用に最適化するために、特定の表面処理手順が必要となる場合があります。マクロ硬さ試験では、通常、精研磨で十分ですが、微小硬さ試験では、測定エッジをきれいではっきりと見えるようにし、得られた硬さを適切に評価するために、研磨や電解研磨が必要になる場合があります。.
AACでの硬度測定
AACで利用可能な最新鋭の装置は、0.25g～62.5kgの範囲の荷重で硬度の（完全自動化された）調査を可能にします。さらに、機械的特性の横方向分布を評価するために、ハーネスマッピング（ラインスキャン、マトリックススキャンなど）を行うこともできます。AACの硬さ試験機の主な特徴は以下の通りです：
- 広い試験力範囲（0.25 g～62.5 kg）
- 8ポジションツールチェンジャー付きダイナミックテストタレット
- 電動絞りシャッター付き白色LEDライト
- 完全自動化された無人試験・分析サイクル
- 直接光路測定システムによるXYZ軸制御
- 自動画像取得機能付きサンプル画像カメラ（分解能0.5 µm）
硬さ試験の応用
硬さ試験は、特に金属加工、品質保証、材料検査など、多くの産業分野で広く利用されています。主な用途は以下の通りです：
- 品質保証：硬さ試験は、材料が意図された機能を果たすために必要な機械的特性を有していることを保証します。特に溶接部の管理や熱処理の評価には不可欠です。.
- 材料の識別：硬さ試験は、さまざまな材料の識別と区別に使用できます。.
- 研究開発材料研究において、硬さ試験は新しい材料やプロセスの開発および試験に使用されます。.
硬さ試験は単独で実施することもできるが、材料特性の総合的な評価を得るために、他の機械的試験と組み合わせて実施するのが一般的である。
