硬さ試験

硬さ試験はどのように定義されていますか？

硬さ試験のアプリケーションは、強度、延性、耐摩耗性などの材料の特性を評価することができるため、材料および材料の処理が適切であったかを判断する手がかりとなります。

硬さ試験は、「他のより硬い材料の押し込みによる恒久的な変形に対して、材料が呈する抵抗を判断するための試験」として定義されています。しかし、硬さは、材料の基本特性ではありません。したがって、硬さ試験の結果は、常に以下に関連する定量値で評価します。

• 圧子への負荷
• 特定の負荷時間と特定の保持時間
• 特定の圧子形状

硬さ試験とはどのような仕組みですか？

通常、硬さ試験は、特定の大きさの物体（庄子）を試料の表面に当てて試験力をかけます。硬さは、その庄子が押し込まれる深さを測定するか、庄子が残したくぼみの大きさを測定して決まります。

• 圧子の押し込み深さを測定する硬さ試験：ロックウェル、押込試験、鋼球押込硬さ
• 庄子が残したくぼみの大きさを測定する硬さ試験：ビッカース、ヌープ、ブリネル

適切な硬度試験方法を選択する

試験方法の選択方法

硬さ試験は、試験対象となる材料の微細構造（均質など）、材料の種類、部材の大きさおよびその状態を考慮して選択します。

すべての硬さ試験において（構造の違いを見つける検査でない限り）、試料全体と同じ微細構造を持った部分に圧痕を打って試験する必要があります。したがって、ある微細構造が非常に粗く不均質な場合、均質な材料範囲より大きなくぼみが必要です。

硬さ試験は大きく4種類に分類されています。それぞれに異なる要件とメリットがあります。それぞれの試験に異なる基準が定められ、硬さ試験の手順および適応方法が詳しく説明されています。

硬さ試験の方法を選択する際には、以下を考慮することが重要です。

• 硬さ試験対象材料の種類
• 指定の準拠規格があるか
• 材料のおおよその硬さ
• 材料の同質性/異質性
• 試料の大きさ
• 試験されるサンプル数

最も一般的な4つの押込硬さ試験

硬さ試験力の定義

硬さ試験の試験力は正式にはニュートン（N）で表されています。以前はキログラム重（kgf）、グラム重（gf）またはポンド（p）で表されてきました。kgf、kp、Nの相関関係を次に示します。1.0 kgf = 1,000 gf = 1.0 kp = 9.81 N

• 試験力が1 kgf以下の場合、「マイクロ硬さ試験まはた微小硬さ試験」と呼ばれます。
• 1 kgf以上の場合は、「マクロ硬さ試験」が使用されます。

規格で許可されている場合は、最も大きな圧子に対して可能な限り高い試験力を使用して、最適な精度を確保します。

金属材料*に対する4つの硬さ試験方法で使用される試験力は、次の異なるISO、ASTM、JIS規格に準拠しています。