第一鋼業株式会社~熱処理用語 硬さ試験

 押し込み硬さ(おしこみかたさ)    [a28]

圧子を押し込むときの荷重や押し込みにくさで表現した硬さをいいます。
JISには、ブリネル硬さビッカース硬さロックウェル硬さなどが規定されており、反発硬さを測るショアー硬さとともに、熱処理の硬さ検査に用いられています。


ロックウェル試験実施中の例 (ロックウェル硬さ測定風景)

押し込み硬さの試験値(硬さ値)は、硬い圧子を荷重をかけて品物に押し込んだ時の深さや圧痕の大きさで硬さを数値化したものです。

一般に使用される試験機の種類として、調質品などの素材熱処理品はブリネル硬さ試験が、その他の高い硬さの工具や機械部品についてはロックウェル(Cスケール)硬さ試験機を用いた試験が行われることが多く、10kg程度を超える大きな品物や異形のものなどはショアー硬さ試験による測定が多いようです。

JISには硬さの測定方法や試験条件等が示されていますが、実際の熱処理品の硬さの測定では、測定位置が限られたり、形状による誤差が生じるなどの制約があり、指定する試験機でどのような品物でも測定できるわけではありません。

このこともあって、顧客から明らかに適切でないと思われる試験方法を指定された場合などでは、事前の打合せなどなどでの取り決めが必要です。

このように、指定された試験が行えない場合は、①他の試験機を用いて指定する硬さに換算する ②試験片などを用いて代替試験をして代用する。 ③硬さ試験をしない。 などで対応知ることになります。

実際の品物を検査する場合には、表面をグラインダーなどでなめらかに仕上げた面を測定しなければなりませんし、試験時の押し込み跡(圧痕)が残ることで、それらが問題になる場合もあります。

後加工しない部分で硬さ測定すると問題が出ますので、仕上げシロや測定位置などを事前に打ち合わせすることも考えておく必要があります。

しかし、そうはいうものの、硬さ試験における問題などを知って仕様を決めることはかなり専門的なことで、ただ単にJIS規格を理解しているというだけではダメですし、測定経験や熱処理知識がないと難しいかもしれません。

それもあって、ISOやJISの認証を受けた事業所では硬さのトレーサビリティーが確保されているとともに、熱処理や熱処理検査作業が標準化されているので、ほとんどの場合は打ち合わせする必要がないようになっており、これによって、硬さ試験のトラブルはほとんど出ない仕組みが構築されています。

指定された硬さ試験を行うのが難しい場合などでは、代替の試験機を用いて、その試験結果を硬さ換算表を使って換算することが通常行われますが、その場合でも、信頼性が高い方法で問題が出ないように配慮されているのが通例です。

硬さ試験では、品物の表面硬さを測る以外(例えば、内部硬さや刃先の硬さなど)の測定は難しい上に、測定位置が(品物の重心や中央表面などに)限られることも多いので、硬さ検査(試験)における不明な点や気になる問題があれば、熱処理前に打ち合わせるとよいでしょう。

多くは標準的な試験方法として、

 ①ブリネル硬さ試験:10mmの超硬球を3トンの荷重での測定
 ②ビッカース硬さ試験:ダイヤモンド圧子を30kgの荷重での測定
 ③ロックウェル硬さ試験:ダイヤモンド圧子を150kgの荷重で測定(Cスケールを用いる測定)

・・・というのが一般的で、これ以外の方法や条件で試験したい場合は、事前に打ち合わせるとよいでしょう。
ショアー硬さ試験 実施中の例【参考:ショアー硬さ測定風景】


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