硬さ計(硬度計)の測定原理・特徴 Measuring Principle - Portable Hardness Tester
硬さ計(硬度計)の測定原理・特徴
硬さには、長さや重さと異なり、全ての材料を一律に表す共通した単位がありません。これは硬さが長さや重さと異なり、摩耗・脆さ・曲げ・伸び・ねじりなどの複数の機械的性質の関係性により決まる尺度で、明確に定義できないためです。
ここでは、まず硬さの概要を説明し、次に金属の硬さ測定で用いられる主な試験手法を紹介します。さらに、UCI、リーブ(リバウンド)、ロックウェル、ブリネルの4つの硬さ試験の測定原理と特徴を詳しく説明します。
硬さとは
私たちは、日常何気なく、硬い、柔らかいという言葉を使用します。しかし硬さには、長さや重さと異なり、すべての材料を一律で表す共通した単位がありません。これは硬さが、摩耗・脆さ・曲げ・伸び・ねじりなどの複数の機械的性質の関係性により決まる尺度で、長さや重さのように単一の物理的性質により定義される値ではないからです。
硬さには、「他の物体によって力を加えられたとき、それに抵抗する力の程度を示す尺度」という定義がありますが、力を加える物体の材質、大きさや形状、力の強さ等の試験条件が変わると、試験結果も変わってしまいます。このため、用途や目的に応じて様々な硬さ測定手法が定義され、実用化されてきました。
ここでは主要な金属の硬さ試験について、その原理や特徴を詳しく説明します。
*距離や質量、時間、温度等の物理量に対し、硬さのように測定手法により定義される値は工業量と呼ばれています。2mは1mの2倍の長さ、10kgは5kgの2倍の重さですが、硬さ600HV(HVは硬さの単位の1つ)は300HVよりも硬いことを表していますが、2倍硬いことを示している訳ではありません。工業量で表される値は相対値です。