熱処理用試験片 ［ｎ14］
JISに規定される機械試験や硬さ試験については試験片の形状寸法や基準片としての規定はありますが、熱処理の焼入れ温度と硬さの関係や焼戻し温度と硬さの関係を調べるための熱処理用試験片についての規定はありません。
試験に応じて適当な形状を決めて試験することになるのですが、現在利用されている機械構造用鋼などのデータの多くは1975年以前のものが多いので、それらの詳細もよくわかりません。
ただ、S45CやSCM435などの機械構造用鋼の焼入れ関連の試験片は、焼入れの影響を受けないように、臨界直径（→こちらを参照）や硬さの検査がやりやすくなるように、10～15㎜径程度以下のものが使われることになるでしょうし、工具鋼などの焼入れ性のいい鋼種でも、10mm角や10mm丸程度の試験片が使われます。
熱処理変態の様子や寸法や硬さ変化は「フォーマスター」という装置が使って試験されることが多いのですが、これには3㎜径ｘ10mmという小さな試験片が使われます。
ともかく、熱処理の硬さに関する試験は、小さな試験片で試験されたものであることを知っておいてください。
機械試験では試験片の形状が決められているけれど…
機械試験（引張試験や衝撃試験など）については試験片の形状が規定されていて、試験もJISに基づいて行います。
しかしこれは、寸法形状だけで、熱処理の成果（例えば引っ張り強さや衝撃値）の評価が加わって、材料や熱処理の優劣を評価する場合は、寸法形状以外に試験片の採取方法を決めて試験片を作らないといけません。
例えば、衝撃に対する特性は材料の方向を考える必要がありますし、製品から試験片をとる場合と、試験片用の鋼材からとる場合では、衝撃値は変わります。
メーカーのカタログなどに示されている値は、特にJISなどの規定がなければ、安定した「良い結果」となるように様々な工夫がされています。
例えば、品物から試験片を採取して熱処理試験をしようとする場合（これを実態試験といいます）はカタログ値と大きな違いが出ることもありますので、熱処理の基準になるデータをとるための試験片は、十分に鍛錬して均一になった鋼材から試験片を削りだします。
次に、S45Cの調質品をJIS4号引張試験片で引張試験をする場合を考えてみましょう。
引っ張り部の平行部分は14mmですが、つかみの部分は25mm程度ですので、25mmの丸棒で熱処理するのと、平行部分を削り込んで熱処理したあとで仕上げ削りした場合は、耐力に大きな差が出ます。
大きな品物の実態試験になると、鍛錬（圧延）状態が小径丸棒で行っているカタログ値などと大きく異なる場合も出てきます。 そういう条件を吟味して熱処理や熱処理試験をする必要があります。
【工具鋼】
工具鋼については、各メーカーで試験片の大きさが異なっているのが実情で、熱処理試験は、φ15程度以下、又は15角程度以下の小さな試験片を用いて試験されているものが多いようです。
もっと小さなものが良さそうですが、たとえば、熱処理温度特性（焼戻し温度と硬さの関係）を調べる場合は、数十回硬さ測定が必要ですので、このような寸法に落ち着くのでしょう。
このように、メーカーでは、独自の仕様を定めて実施していますし、安定した結果が出るように、個別に試験片の調製方法が定められているために、市販されている材料で試験したものとは異なる場合もでてきます。
高合金の特殊鋼（工具鋼）などは、品物が大きくなると、表面と内部で成分や品質が異なっているのは避けられませんし、質量効果の影響なども出てくるので、小さな試験片とくらべると、得られる結果が異なってきます。
熱処理後の検査では、普通は表面硬さしか検査することができませんので、内部の状態はわかりませんから、熱処理前の材料履歴まで考えて試験しなければいけないこともあります。
そういう目で見ると、メーカーが公表しているグラフやデーターも絶対的なものでないのですが、いろいろなことを考えて試験されているのは間違いないでしょう。
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