表面硬度計は、材料科学および工学において重要な機器であり、材料の表面層の硬度を測定するために使用されます。表面硬度計の大手サプライヤーとして、当社は高品質の製品とその原理に関する深い知識を提供することに尽力しています。このブログでは、表面硬さ試験機の原理を詳しく説明します。
1. 硬度の基礎とその重要性
硬度は材料の基本的な特性であり、局所的な変形、特に塑性変形、へこみ、または引っかき傷に対する材料の耐性を指します。硬度の測定は、製造、冶金、航空宇宙などのさまざまな業界で重要です。これは、特定の用途に対する材料の適合性の判断、熱処理プロセスの品質の評価、コンポーネントの耐摩耗性の予測に役立ちます。
2. ロックウェル表面硬度計の原理
のロックウェル表面硬度計広く使用されている表面硬さ試験機です。ロックウェル硬さ試験原理に基づいて動作しますが、表面試験用にいくつかの変更が加えられています。
2.1 ロックウェル硬さ試験の概念
ロックウェル硬度試験は、最初に小さな荷重を加えた後、大きな荷重下で材料への圧子の侵入の深さを測定します。小さな荷重と大きな荷重の間の侵入深さの差を使用して、硬度値が計算されます。ロックウェル硬度の一般式は押し込みの深さに関係しており、圧子の種類と荷重の大きさに基づいて異なるスケールが定義されます。
2.2 表面試験への適応
表面ロックウェル試験では、標準のロックウェル試験に比べて使用される荷重が小さくなります。これは、表面試験が、より高い負荷によって損傷を受ける可能性のある薄い表面層または材料の硬度を測定するように設計されているためです。表面ロックウェル試験における軽荷重は通常 3 kgf で、主要荷重は 15 kgf、30 kgf、または 45 kgf になります。
表面ロックウェル硬さ試験機で使用される圧子には、ダイヤモンド コーン (硬い材料の場合) または鋼球 (柔らかい材料の場合) を使用できます。最初に小さな荷重が加えられると、圧子が材料表面にしっかりと固定されます。その後、大きな荷重が加わり、圧子の貫通がさらに進みます。指定された滞留時間が経過すると、大きな負荷が取り除かれ、圧子はわずかに戻ります。硬度の値は、大きな荷重によって引き起こされる正味のくぼみの深さによって決まります。この深さは、精密ダイヤルまたはテスターのデジタル表示を使用して測定されます。
3. ロックウェル表面硬さ試験のプロセス
のロックウェル表面硬度試験次のようないくつかの手順が必要です。
3.1 サンプルの準備
試験サンプルの表面は滑らかで平らでなければなりません。表面の粗さ、傷、凹凸があると、硬度測定の精度に影響を与える可能性があります。また、サンプルは、くぼみが端や角の近くではなく有効なテスト領域内に形成されるようにするのに十分な大きさである必要があります。
3.2 圧子の選択
推定されたサンプルの硬度に基づいて、適切な圧子 (ダイヤモンドコーンまたは鋼球) が選択されます。硬化鋼などの非常に硬い材料の場合は、ダイヤモンド コーン圧子が使用されます。アルミニウム合金などの柔らかい材料には、鋼球圧子がより適しています。
3.3 ロードアプリケーション
まず、3 kgf の小さな荷重を加えて圧子をサンプルに固定します。初期の押し込み深さが記録されます。その後、徐々に主荷重（15kgf、30kgf、45kgf）を加えていきます。約 10 ～ 15 秒の滞留時間の後、大きな負荷が取り除かれ、最終的な押し込み深さが測定されます。
3.4 硬度の計算
硬度値はテスターの目盛りから直接読み取ります。圧子と荷重の組み合わせによって、異なるスケールが使用されます。たとえば、15N スケールでは主荷重 15 kgf のダイヤモンド コーン圧子が使用され、30T スケールでは主荷重 30 kgf の 1/16 インチ鋼球圧子が使用されます。
4. 表面硬さ試験のメリット
表面硬度試験にはいくつかの利点があります。
4.1 薄い材料に適しています
コーティング、肌硬化部品、薄い箔などの薄い表面層の硬度を正確に測定できます。荷重が比較的小さいため、薄層に過度の変形や損傷を引き起こすことはありません。
4.2 素早く簡単に
テストプロセスは比較的速く、結果はすぐに得られます。複雑なサンプル前処理や長い試験時間は必要ないため、大量生産や品質管理の用途に適しています。
4.3 高精度
最新の表面硬度計には高度な測定システムが装備されており、高精度の硬度測定が可能です。デジタル表示と自動機能により、正確で再現性のある結果が保証されます。
5. 当社の卓上金属表面硬度計
サプライヤーとして、私たちは以下を提供します。卓上金属表面硬度計、さまざまな業界のニーズを満たすように設計されています。コンパクトで操作が簡単、信頼性の高い硬さ測定が可能な試験機です。
高解像度ディスプレイを搭載しており、硬度値が鮮明に表示されます。テスターにはプリンターオプションも内蔵されており、ユーザーは文書化目的でテスト結果を印刷できます。調整可能なテスト高さとサンプルステージにより、さまざまなサイズや形状のサンプルをテストするのに便利です。
6. 結論と行動喚起
結論として、正確な硬さを測定するには、表面硬さ試験機の原理を理解することが不可欠です。特定の荷重と圧子の組み合わせを使用したロックウェル表面硬度試験法は、表面層の硬度を測定する信頼性の高い方法を提供します。当社は表面硬さ試験機の専門サプライヤーとして、高品質の製品と優れた顧客サービスの提供に専念しています。
産業用途、研究、品質管理プロセスに表面硬度計が必要な場合は、詳細についてお問い合わせください。テスターの操作について質問がある場合でも、適切なモデルの選択でサポートが必要な場合でも、購入に興味がある場合でも、当社の専門家チームがいつでもお手伝いいたします。遠慮せずに当社までご連絡いただき、お客様の具体的な要件について話し合ってください。
参考文献
- ASTM E18 - 19、金属材料のロックウェル硬度の標準試験方法。
- ISO 6508 - 1:2016、金属材料 -- ロックウェル硬さ試験 -- パート 1: 試験方法。
- 「材料科学と工学: 入門」William D. Callister, Jr. および David G. Rethwisch 著。