硬さ試験
硬さの定義硬さは何によって決められるか?硬さの測定硬さ試験の方法タスクと目的一般的な規格負荷レンジによる分類歴史
1900年くらいに,マルテンは硬さ試験について以下の様な定義を提唱していました:技術的な硬さとは,材料または材料の状態を説明するために使用される機械的特性の一つです。
硬度は直接測定することはできませんが,主要な測定変数(たとえば,試験荷重,押し込み深さ,押し込み面積)から導き出されます。試験方法に応じて,硬度値は次のいずれかから決定されます:
- 試験荷重と硬さの押込みを特徴付ける幾何学的値の1(押込み深さなど)
- 押込みを特徴付ける長さだけで
- 違う材料同士の反応によって(引っかき抵抗)
硬さの測定方法は?
金属の硬さ試験では,静的な力を加える方法が主流です。測定は,圧子によって残されたくぼみの深さまたはくぼみのサ。硬さ試験の静的方法では,深さ測定方法と光学測定方法が区別されています。
深さ測定法は,圧子の残留圧痕深さを測定します。ロックウェル法は唯一の標準化された深さ測定法です(ISO 6508, astm e18を参照)。これに加え,規格化されていない深さ測定法があります:ブリネルとビッカーズ深さ(HBT,高压)。
光学測定法は,圧子の残りの圧痕サ。規格化された光学式硬さ試験法には、ブリネル試験 (ISO 6506、ASTM E10)、ヌープ試験 (ISO 4545、ASTM E92、ASTM E384)、およびビッカース試験 (ISO 6507、ASTM E92、ASTM E384) が含まれます。
硬さ試験の範囲内で,動的な力を加える代替方法も使用できます。これらには,例えば,ボール圧子の反発高さを測定するリーブ反発硬さ試験法/リーブ硬さ試験が含まれます。
静的硬さ試験方法と動的硬さ試験方法の違い
硬さ試験のタスクと目的
硬さ試験は,材料の差別化だけでなく,基礎研究(材料科学,材料工,学材料診断)の枠組み内での材料と技術の分析,開発,改善に不可欠なものです。
これは,工業用途で材料を使用(技術的に関連するコンポーネントに対する材料の適合性)するために重要な特性値(硬度値),品質保証プロセスにおける許容値(受入および出庫)を決定するために使用され,材料の区別(例:材料の取り違え),や損傷状況の明確化(損傷分析)に役立ちます。
静的及び動的な硬さ試験法の違い
技術分野で一般的に使用される硬さ試験方法は,原則として,静的および動的な力を加える方法に分けられます。金属の硬さ試験に主に使用される静的な方法では,試験荷重はゆっくりと増加します。これは,規格の1つに指定されている最小時間の間,急激な動きをせずにスムーズに適用されることを意味します(下のグラフを参照)。一方,動的な方法では,試験荷重が急激に加えられ,試験片に衝撃荷重がかかります
負荷レンジによる硬さ試験の分類
硬さ試験の分野では,用途に応じてさまざまな主荷重(試験力)が使用されます。硬さ試験中に試験片に加えられる主荷重の程度に応じて、ISOでは、ミクロ、低荷重、またはマクロ硬さ試験に峻別されます。
マクロレンジ(従来の硬度範囲)では,5 kgf以上の大きな試験荷重を使用して試験が行われ,それに応じて試験片に大きな硬度のくぼみが生じます。マクロ範囲の硬さ試験方法には,ブリネル,ビッカ,ス,ロックウェルなどがあります。
低荷重範囲での硬さ試験は,試験荷重が0.2 kgfから5 kgfの間(試験荷重が0.2 kgf以上5 kgf未満)の場合に適用されます。低荷重の最も一般的な方法はビッカ,ズです。低荷重硬さ試験は,主に小さな部品,厚いコ,ティング,および硬度の低い材料の試験に使用されます。
ミクロ硬さ試験では,試験片に小さなくぼみを作成する0.2 kgf未満の小さな試験荷重が適用されます(最も一般的な方法:ビッカーズ)。したがって,ミクロレンジでの硬さ試験によって,薄いコーティングの硬さ,または個々の微結晶または介在物の硬さを決定することができます。
硬さ試験の歴史
硬さ試験の歴史
- 1722年: R。A. Réaumurは,鋼を使用して鉱物の表面を引っ掻く方法を開発しました。
- 1822::鉱物検査用のモ,ススケ,ルが発明されました。これは,各材料を次に硬い材料を使用して引っ掻くことができる10点の引っかき硬度スケ,ルです。モ,ス硬さの値は
- 今日でも鉱物学で使用されていますが,技術材料(金属)の硬度を決定するのには適していません。個々の硬度ステップは比較的大きく,間隔が異なります。
モ,ス硬さ | 鉱物のタ@ @プ | ビッカ,ズ硬さ(hv) |
1 |
タルカム |
2高压 |
2 |
石膏 |
35高压 |
3. |
カルサ@ @ト |
100年高压 |
4 |
フルオラ@ @ト |
200年高压 |
5 |
アパタ@ @ト |
540年高压 |
6 |
オルソクレ,ス |
800年高压 |
7 |
クオ |
1100年高压 |
8 |
トパズ |
1400年高压 |
9 |
コランダム |
2000年高压 |
10 |
钻石 |
10000年高压 |
- 1900年: J。a .布氏硬度は後にブリネル法として知られるようになるボールの押し込み試験を開発しました。
- 1920年: S。r .ロックウェルは,彼の船をテストするために,彼にちなんで名付けられたプリロード方式を開発しました。
- 1925年:ビッカ,r . g .。この方法でミクロの硬さ試験が可能になりました。
- 1939年: F。努普,C。g .彼得斯およびw·b·e·爱默生は米国標準局(国家标准)で努法を開発しました。