硬さ(hardness、硬度)とは物質、材料の特に表面または表面近傍の機械的性質の一つ。工業的に比較的簡単に検査でき、これを硬さ試験法と呼ぶ。例えば鋼製品の熱処理結果の管理などに用いられている。
硬さの概念は、それを数値化して表現しようとする場合、定義の仕方により様々な値を取り得る。 硬さ試験に多くの方法があるのは、利用しようとする実用材料、たとえば金属、セラミックス、ゴムなどの材料特性により、微小な変形を与える力に対する挙動がそれぞれ異なり、また硬さ試験によって代用的に評価しようとする材料の性能項目が異なるために、実用目的のためにいろいろな測定法が開発されたためだと思われる。
金属では押し込み硬さ試験法が多く用いられる。これは一定荷重を加えてできる圧痕(くぼみ)の面積または深さから変形のしにくさ(硬さ)を評価するものだ。加える荷重、圧痕をつける圧子先端の形状、硬さ値の計算方法がそれぞれ定義されている。
ゴムでは一定荷重を加えた時の変形量を硬さ値にする硬さ測定法が多く用いられている。
以下に示す複数の測定手段(定義)とそれに対応する値(硬さの尺度)が存在する。代表的な硬さ測定法の間の対応表が入手できるが、限定された材料で相関をとったもので大雑把な目安である。
ビッカース硬さ( ⇒Vickers hardness:記号 HV;最も広く普及している)
ブリネル硬さ( ⇒Brinell hardness:記号 HBS,HBW)
ロックウェル硬さ( ⇒Rockwell hardness:記号 HRC,HRB)
ショア硬さ(Shore hardness:記号HS)
ヌープ硬さ( ⇒Knoop hardness)
モース硬さ( ⇒Mohs hardness、主に鉱物が対象)
ヤング率(縦弾性係数)
剛性率
”硬度”は、水の軟水、硬水の度合いの尺度(物質の”硬さ”とは関係ない)にも使用されることがあるので注意が必要。(硬度_(水)を参照。)
目次
1 硬さ一覧表
2 ロックウェル硬さスケール測定条件表
3 そのほかの機械的性質
4 外部リンク
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試験法名分類圧子形状硬さ算出法解説
ブリネル硬さ押込み硬さ球(一般に10 mmを使用)圧痕表面積で試験荷重を割って算出
ビッカース硬さ押込み硬さ頂角136°四角錐圧痕表面積で試験荷重を割って算出
ヌープ硬さ押込み硬さ頂角172.5°四角錐(対角線長比 1:7.11)圧痕表面積で試験荷重を割って算出
ロックウェル硬さ押込み硬さ頂角120°円錐(先端0.3 mm)または鋼球(φ1.5875 mm)試験荷重を加えた後、基準荷重に戻したときのくぼみの深さの差h
HR*=100-500h (HRA,HRD,HRC)圧子・荷重によりいろいろなスケールがある(別表)。
スーパーフィシャル硬さ押込み硬さ頂角120°円錐(先端0.3 mm)または鋼球(φ1.5875 mm)試験荷重を加えた後、基準荷重に戻したときのくぼみの深さの差h
HR*=100-1000hロックウェルより低試験荷重
マイヤ硬さ押込み硬さ測定荷重を圧子投影面積で割ったもの
HM=W/AHvなどの算出が圧子接触面積で割るのに比して物理的意味が高いとされている。
ジュロメータ硬さ押込み硬さ頂角35°円錐圧子の押し込み深さ。822 gで押し込み深さ0を100、押し込み深さ2.54 mmで0樹脂用硬さ計
バーコール硬さ押込み硬さ頂角26°円錐圧子の押し込み深さ樹脂用硬さ計
モノトロン硬さ押込み硬さ0.75 mm 球形圧子圧子の押し込み深さ0.0457 mmになるときの荷重樹脂用硬さ計
マルテンス硬さヒッカキ硬さ対面角90°ピラミッド0.01 mm巾のヒッカキ巾の荷重
ショア硬さ反発硬さ
スケール圧子試験荷重スケール圧子試験荷重スケール圧子試験荷重
C120°ダイアモンド
円錐圧子150 kgG1/16"鋼球150 kgM1/4"鋼球100 kg
D100 kgB100 kgR1/2"鋼球60 kg
A60 kgF60 kgH1/8"鋼球60 kg
E1/8"鋼球100 kg
そのほかの機械的性質
強さ( ⇒strength of materials)
引張強さ( ⇒tensile strength)-引張応力( ⇒tensile stress)
圧縮強さ( ⇒compressive strength)-圧縮応力( ⇒compressive stress)
せん断強さ( ⇒shear strength)-せん断応力( ⇒shear stress)
ひずみ( ⇒strain)
外部リンク
⇒硬度:ゴムペディア - ゴムの硬度について
カテゴリ: 物質の性質
更新日時:2008年6月17日(火)02:28
取得日時:2008/07/18 19:00