【2021年版】硬度測定器 メーカー12社一覧
硬度測定器のメーカー12社を一覧でご紹介します。まずは使用用途や原理についてご説明します。
目次
硬度測定器とは
硬さとは「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」と定義されています。
他の物体によって加えられる力が、曲げなのか、伸びなのか、ねじりなのか等、目的に応じて異なるため、硬さという一律の単位はありません。
そのため、目的や用途に応じて硬度測定器を使い分けます。代表的な試験方法は下記の5つです。
- ブリネル
- ビッカース
- ロックウェル
- ヌープ
- ショア
- UCI（超音波接触インピーダンス）
異なる試験方法間の硬度同士は、そのままでは比較することができません。硬度換算表を用いることで、相対的に比較することができます。
硬度測定器の使用用途
- 圧子の押し込みによる硬さ試験
- ブリネル硬度計
顕微鏡などの光学装置により測定します。他の測定器よりも高い荷重に対応しており（～3000kg）、表面が粗い大きなサンプルに適しています。 - ビッカース硬度計
顕微鏡などの光学装置により測定します。ブリネル硬度測定などでは、同じ圧子を用いても試験荷重によって得られる硬さの値にバラツキがあるのに対し、ビッカース硬度測定では試験荷重の違いによる影響をほとんど無視できる点が優れています。柔らかいサンプルから硬いサンプルまで幅広く測定でき、特に歯科分野などにおける臨床検査に用いられています。 - ロックウェル硬度計
ブリネル硬度計やビッカース硬度計と異なり、光学装置なしで素早く測定することができます。ダイヤモンド円錐圧子を主に用いますが、軟質鋼や可鍛鋳鉄、銅合金やアルミニウム合金などの比較的柔らかいサンプルを測定する際には、鋼球または超硬合金球を使用します。主に、熱処理をした鉄鋼材料の測定に用いられています。 - ヌープ硬度計
数g程度の軽い負荷の測定に適しており、セラミックなどの亀裂、コーティングの測定に用いられます。
- ブリネル硬度計
- ハンマーなどの反発の大きさによる硬さ試験
- ショア硬度計
サンプルを傷つけずに測定でき、操作も簡単なため国内で広く使用されています。電源も不要で、コンパクトで持ち運びしやすいため、圧延ロールや鉄道レールなどの大きな構造物を現場で試験することができます。
- ショア硬度計
- その他の試験方法
- UCI（超音波接触インピーダンス）硬度計
UCI硬度測定の原理はビッカース硬度測定を元にしています。他の試験方法よりも圧子によるくぼみ跡が小さく、薄くて繊細な部品にも用いることができます。一方で、持ち運びに優れ、移動できない大きなサンプルにも使用されます。
- UCI（超音波接触インピーダンス）硬度計
硬度測定器の原理
- ブリネル硬度測定の原理
球状の圧子を10~15秒サンプルに押しつけ、試験荷重F(N)、圧子直径D(mm)、くぼみの直径d(mm)から表面積S(mm2)を算出し、硬さを求めます。
ブリネル硬さ(HBS) = 0.102 × (試験荷重F/くぼみ表面積S)
= (0.102 × 2F)/{πD(D-√(D2-d2)}
JIS Z 2243では圧子として超硬合金球を用いることが定められています。 - ビッカース硬度測定の原理
対面角136°のダイヤモンド四角錐圧子をサンプルに押しつけ、試験荷重F(N)、くぼみの対角線長さd(mm)から表面積S(mm2)を算出し、硬さを求めます。
ビッカース硬さ(HV) = 試験荷重F/くぼみ表面積S
= 2Fsin68°/d2 = 1.854 F/d2
試験方法はISO 6507およびJIS Z 2244にて定義されています。 - ロックウェル硬度測定の原理
①～③の順に、頂角が120°のダイヤモンド円錐圧子をサンプルに押しつけます。
①基準荷重
②試験荷重
③基準荷重
①と③のくぼみの深さの差から硬さを測定します。
くぼみの深さがサンプルの厚さの1/10以下となる荷重を選択する必要があります。
測定方法はJIS Z 2245によって定義されています。 - ヌープ硬度測定の原理
対稜角が172°30′と130°のダイアモンド四角錘圧子をサンプルに押しつけ、試験荷重F(N)、くぼみの長辺対角線d(mm)から求めた表面積S(mm2)から算出します。
ビッカース硬度測定と同じ試験機を用います。
ヌープ硬さ(HK) = 14229F/d2
測定方法はJISZ2251によって定義されています。 - ショア硬度測定の原理
ダイアモンドハンマをサンプルに直角に落とし、反発した高さにより測定します。硬いサンプルほど、高く反発します。
基準片規格はJIS B 7731により定められており、硬さが30～95HSの場合は共析炭素鋼、100HSには過共析炭素鋼を用います。
試験方法はJIS Z 2246によって定義されています。 - UCI（超音波接触インピーダンス）硬度測定の原理
ダイヤモンド圧子を所定の荷重で約0.5秒ほどサンプル押し当てます。このとき変化する共振周波数を電子的に読み取り、硬さを測定します。
参考文献
http://guide.directindustry.com/ja/kodo-kei-o-tadashiku-sentei-suru-ni-wa/
https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=https://www.jstage.jst.go.jp/article/jjspe/75/10/75_10_1183/_pdf&ved=2ahUKEwix86CT4dLtAhWDBIgKHe--BXsQFjADegQIFxAB&usg=AOvVaw30SDi-xFoDza9HvN7E0SFA
https://www.jstage.jst.go.jp/article/sicejl1962/44/10/44_10_722/_pdf
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jjspe/75/10/75_10_1183/_pdf
硬度測定器のメーカー情報
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