硬さ試験とはどのような仕組みですか？

通常、硬さ試験は、特定の大きさの物体（庄子）を試料の表面に当てて試験力をかけます。硬さは、その庄子が押し込まれる深さを測定するか、庄子が残したくぼみの大きさを測定して決まります。

• 圧子の押し込み深さを測定する硬さ試験：ロックウェル、押込試験、鋼球押込硬さ
• 庄子が残したくぼみの大きさを測定する硬さ試験：ビッカース、ヌープ、ブリネル

最も一般的な4つの押込硬さ試験

硬さ試験対象の試料表面の必要事項

金属材料およびその他の材料の硬さ試験を実施する前には、表面処理する必要があります。要求される表面の状態は試験種類や使用される試験力によって異なります。通常、表面準備の品質は、硬さ試験の結果に直接影響するため、表面処理を怠ると試験結果がばらつくことになります。

マクロ硬さ試験
試験をするにあたって、表面処理が不要な場合もあります。

微小硬さ試験
硬さ試験に使用される試験力が小さいため、微小硬さ試験では表面を研磨または電解研磨して表面を平坦にする必要があります。光学的に評価するので、くぼみの境界部/エッジ部が明確に確認できることが重要です。この試料は機械的、化学的、電気化学的な方法で研磨します。その際、試料表面が過熱や冷却の影響により、特性が変化しないように注意することが重要です。

変形

切断や研磨が試料に変形を及ぼすことがあります。硬さ試験の試験力に合わせて、6.0、3.0、1.0 μm と砥粒のサイズを落としていき、研磨時の変形を防ぎます。

300 gf1未満の試験力で硬さ試験を行う場合は、完全に変形がなく、平坦な試料面に仕上げる必要があります。また、完全に破損のない表面にするため、酸化物での研磨や電解研磨が必要になる場合もあります。軟質または延性の材料（HV120～150未満の材料など）は、試料作製の影響を受けやすいので特に注意が必要です。

異なる硬さ試験に対して必要な表面処理は以下の通りです。

硬さ試験力の定義

硬さ試験の試験力は正式にはニュートン（N）で表されています。以前はキログラム重（kgf）、グラム重（gf）またはポンド（p）で表されてきました。kgf、kp、Nの相関関係を次に示します。1.0 kgf = 1,000 gf = 1.0 kp = 9.81 N

• 試験力が1 kgf以下の場合、「マイクロ硬さ試験まはた微小硬さ試験」と呼ばれます。
• 1 kgf以上の場合は、「マクロ硬さ試験」が使用されます。

規格で許可されている場合は、最も大きな圧子に対して可能な限り高い試験力を使用して、最適な精度を確保します。

金属材料*に対する4つの硬さ試験方法で使用される試験力は、次の異なるISO、ASTM、JIS規格に準拠しています。