硬度換算表：HLD、HRC、HRB、HV、HB、HSD

硬度とは何か？

硬度は、材料の表面に硬い物体が侵入する際の抵抗力を示す指標であり、金属材料の重要な性能指標となる。一般的に、硬度の値が高いほど耐摩耗性に優れています。最も一般的な硬度指標は、ブリネル硬度、ロックウェル硬度、ビッカース硬度です。

1.ブリネル硬度（HB）

ブリネル硬度は、材料の表面に押し込んだ硬化鋼球（通常直径10mm）に特定の荷重（通常3000kg）を加えて測定します。一定時間荷重を維持し、その後荷重を除いた後、ブリネル硬度値（HB）は、荷重と圧痕面積の比として計算され、単位はKN/mm²（N/mm²）です。

2.ロックウェル硬度（HR）

ブリネル硬さ（HB）が450を超える場合や試料が小さすぎる場合は、代わりにロックウェル硬さ試験が用いられます。この試験では、上面角度が120°のダイヤモンド・コーン、またはスチール・ボール（直径1.59mmまたは3.18mm）を、特定の荷重をかけて材料の表面に押し付けます。その後、圧痕の深さに基づいて硬度が計算される。ロックウェル硬度は3つのスケールで表されます：

• 自給率:60kgの荷重とダイヤモンドコーン圧子を使用し、硬質合金のような非常に硬い材料に適しています。
• HRB:100kgの荷重と直径1.58mmの硬化鋼球を使用し、焼きなまし鋼や鋳鉄のような柔らかい素材に適しています。
• HRC:150kgの荷重とダイヤモンドコーン圧子を使用し、焼入れ鋼のような非常に硬い材料に適しています。

3.ビッカース硬度（HV）

ビッカース硬度は、上面角136°、荷重120kgまでのダイヤモンド角錐を材料表面に押し込んで測定します。ビッカース硬度値（HV）は、荷重を圧痕の表面積で割って算出され、単位はkgf/mm²です。

4. リーブ硬度（HLD）

リーブ硬度は、衝撃荷重に対する材料の応答を評価することにより、金属材料の局所的または全体的な硬さを測定します。リーブ硬度の値は、ロックウェル硬度やブリネル硬度などの他の硬度単位に変換することができます。

5. ショア硬度（HSD）

ショア硬度は、特定の圧子形状に対する材料の抵抗を評価することにより、非金属材料の硬さを測定します。ショア硬度の値は、他の硬度単位に変換することができます。

注：

ロックウェル硬さ試験において、HRA、HRB、HRCは3つの異なるスケールを表します：ロックウェル硬さ試験は、一般的な圧痕硬さ試験です。3つのスケールはすべて、98.07N（10kgf）の初期圧力から始まり、硬度値は圧痕の深さに基づいて計算されます。スケールAは、最大圧力588.4N（60kgf）のダイヤモンドコーン圧子を使用します。スケールBは、最大圧力980.7N（100kgf）の1.588mm（1/16インチ）スチールボール圧子を使用します。スケールCは、スケールAと同じダイヤモンドコーンを使用しますが、最大圧力は1471N（150kgf）です。スケールBは柔らかい素材に適しており、スケールCは硬い素材に適しています。

経験上、金属材料の異なる硬度値の間、および硬度と強度値の間にはおおよその相関関係がある。硬度は、材料の初期変形とその後の塑性変形に対する抵抗力によって決まる。したがって、一般的に材料強度が高いほど硬度も高くなります。しかし、異なる材料間の換算関係は常に一貫しているわけではありません。

鋼の異なる硬度値の換算については、以下の「硬度比較表」を参照のこと。

硬度換算表

ドイツ規格DIN50150によると、一般的に使用される鋼材の引張強さをビッカース硬度、ブリネル硬度、ロックウェル硬度で比較したのが以下の表です。

1.HB、HB、HRC硬度表

2.HV、HRC、HBS硬度チャート

3.HLD、HRC、HRB、HV、HB、HSD硬度チャート

鋼の硬度値の換算

鋼のビッカース硬度(HV)の他の硬度へのおおよその換算値 硬さと強さ の措置を取る。

• a) この表で太字で示されている値は、それぞれのSAE-ASM-ASTM協会によって記載されている、上記のASTM-E140表による硬度換算値と一致している。
• b) 括弧内の数値は範囲外であり、参考としてのみ記載。

硬度換算式

1. ショア硬度(HS) ブリネル硬度 (bhn) / 10 + 12
2. ショア硬度（HS）＝ロックウェル硬度（HRC）＋15
3. ブリネル硬度（BHN）＝ビッカース硬度（HV）
4. ロックウェル硬度（HRC）＝ブリネル硬度（BHN）÷10 - 3

ロックウェル硬さ（HRC）とブリネル硬さ（HB）の比較

硬度は、材料の柔らかさや硬さの程度を測定する性能指標です。硬さ試験には多くの方法があり、それぞれ原理が異なるため、硬さの値や意味も異なります。

最も一般的なのは、ブリネル硬さ（HB）、ロックウェル硬さ（HRA、HRB、HRC）、ビッカース硬さ（HV）などの静荷重圧痕硬さ試験である。

これらの硬度値は、材料表面が硬い物体の圧痕に抵抗する能力を示している。

一般的なリーブ硬さ（HL）とショア硬さ（HS）は反発硬さ試験に属し、金属の弾性変形仕事の大きさを表す。

したがって、硬度は単純な物理量ではなく、材料の弾性、塑性、強度、靭性を反映した総合的な性能指標である。

1. 鋼鉄の硬度:金属の硬度（Hardness）の記号はHである。

使用する試験方法によって異なる、

• 従来、硬さ測定にはブリネル（HB）、ロックウェル（HRC）、ビッカース（HV）、リーブ（HL）があり、このうちHBとHRCが最も一般的に用いられている。
• HBは用途が広く、HRCは熱処理硬度など表面硬度の高い材料に適している。両者の違いは、硬度計に使用する圧子にあり、ブリネル硬度計は鋼球を使用し、ロックウェル硬度計はダイヤモンドを使用する。
• HVは顕微鏡分析に用いられる。ビッカース硬度(HV)は、荷重120kgまで、頂角136°のダイヤモンド角錐を材料表面に押し付け、圧痕の表面積を荷重値で割ってビッカース硬度値(HV)を求めます。
• ポータブル硬度計HLは簡単に測定できます。硬度面をインパクトボールで跳ね返し、リーブ硬度HL=1000×VB（反発速度）/VA（衝撃速度）の式で硬度を算出します。
• 最も一般的に使用されている携帯型リーブ硬度計は、リーブ（HL）測定値をブリネル（HB）、ロックウェル（HRC）、ビッカース（HV）、ショア（HS）硬度に変換できます。また、リーブの原理を利用して、ブリネル（HB）、ロックウェル（HRC）、ビッカース（HV）、リーブ（HL）、ショア（HS）の硬さ値を直接測定することもできます。

ロックウェル硬さ（HRC）は、一般に熱処理後のような硬度の高い材料に用いられる。

2.HB - ブリネル硬度

これは一般的に、熱処理前や熱処理後の非鉄金属や鋼材など、素材が柔らかい場合に使用される。 アニール.ブリネル硬さ（HB）は、一定の試験荷重をかけて、ある直径の硬化鋼球または超硬球を被試験金属の表面に押し付け、一定時間保持した後、荷重を抜き、試験表面のくぼみの直径を測定することによって測定される。

ブリネル硬度は、荷重を圧痕の球状表面積で割ることで得られる。

一般に、ある荷重（一般に3000kg）で、ある大きさ（一般に直径10mm）の硬化鋼球を材料表面に押し付け、一定時間保持した後、荷重を除荷し、圧痕面積に対する荷重の割合をブリネル硬さ値（HB）とし、単位はキログラム力/mm2（N/mm²).

3.ロックウェル硬度は、圧痕の塑性変形の深さを用いて硬度値の指標を決定する。

硬さの単位は0.002ミリメートル。HB>450の場合、または試験片が小さすぎる場合は、ブリネル硬さ試験は使用できず、代わりにロックウェル硬さ測定が採用される。これは、頂角120°のダイヤモンドコーンまたは直径1.59mmまたは3.18mmの鋼球を用い、一定の荷重をかけて材料表面に押し付け、その圧痕の深さから材料の硬さを求めるものです。被検査材の硬さの違いにより、3種類の硬さスケールが使用されます：

• HRA：60kgの荷重とダイヤモンドコーン圧子を用いて硬さを測定するもので、硬度の極めて高い材料（硬質合金など）に用いられる。
• HRB：100kgの荷重と直径1.58mmの硬化鋼球を使用して硬度を測定。硬度の低い材料（焼鈍鋼、鋳鉄など）に使用される。
• HRC：150kgの荷重とダイヤモンド・コーン圧子を用いて硬さを測定するもので、非常に硬度の高い材料（焼き入れ鋼など）に用いられる。

加えて

• HRCはロックウェル硬度Cスケールを意味する。
• HRCとHBはどちらも生産現場で広く使われている。
• HRCの適用範囲はHRC 20-67で、HB225-650に相当する。

硬度がこの範囲を超える場合は、ロックウェル硬度Aスケール（HRA）を使用する。

硬度がこの範囲を下回る場合は ロックウェル硬度B スケール（HRB）である。

ブリネル硬度の上限はHB650で、この値を超えることはできない。

4.ロックウェル硬度計Cスケール用の圧子は、頂角120度のダイヤモンドコーンである。試験荷重は固定値で、中国標準は150kgの力です。ブリネル硬さ試験機用の圧子は、硬化鋼球（HBS）または 硬合金 ボール（HBW）。試験荷重はボールの直径によって異なり、3000キログラムから31.25キログラムの力である。

5.ロックウェル硬さは圧痕が非常に小さく、測定値が局所的であるため、数点を測定して平均値を算出する必要がある。完成品や薄板に適しており、非破壊検査に分類される。ブリネル硬さは圧痕が大きく、測定値も正確ですが、完成品や薄板には適しません。一般に非破壊検査には分類されない。

6.ロックウェル硬度の硬度値は無次元数であり、単位はない。(ブリネル硬さには単位があり、引張強さと一定の近似関係があります。

7.ロックウェル硬度はダイヤルに直接表示され、デジタル表示も可能。操作が便利で、迅速かつ直感的で、大量生産に適しています。ブリネル硬度は、顕微鏡を使ってくぼみの直径を測定し、表を見たり計算したりする必要があり、操作が比較的面倒です。

8.ある条件下では、HBとHRCは表を調べることで換算できる。暗算式はおおよそ次のように覚えられる：1HRC≒1/10HB。

硬度試験

硬度は、特に工業用途やエンジニアリング用途において、材料の重要な特性である。これは、力を受けたときの材料の変形、特に塑性変形に対する抵抗力を示す尺度である。より簡単に言えば、硬度は、材料が貫通、ひっかき、摩耗に抵抗する能力を示します。この特性は、様々な環境で使用される材料の性能と耐久性を評価する際に極めて重要です。

硬度の測定スケールや測定方法はいくつかありますが、一般的に使用されるものには、HLD、HRC、HRB、HV、HB、HSDなどがあります。これらの測定は、それぞれ特定の試験技術と機械を用いて、材料の力や変形に対する抵抗力の異なる側面を試験するものです。さまざまな硬さスケールを理解することは重要です。なぜなら、それぞれのスケールは異なる結果をもたらし、特定の種類の材料に最適だからです。

HLD（リーブ硬度）は動的硬さ試験で、被試験材に小さな衝撃体を当てた後の反発速度を測定します。反発速度が大きいほど、材料は硬くなります。HLDは、大型で扱いにくい部品のその場試験に利用されます。

HRC、HRB、その他のロックウェル硬さスケールは、小さな圧子を使い、所定の力で材料の表面にくぼみを作ります。圧痕の深さが測定され、硬さの指標となる。硬度の値は、0～100HRC、0～100HRBなどで表されます。ロックウェル硬度は、一般的に金属やより硬い材料の評価に用いられます。

HVはビッカース硬度を表し、ダイヤモンドピラミッド圧子を用いて荷重をかけ、材料表面に小さなくぼみを作ります。その後、圧痕の寸法を測定し、材料の硬度値を明らかにします。ビッカース硬度は、セラミックや薄い金属皮膜など、さまざまな硬度と厚さの材料に適しています。

HBはブリネル硬度を意味し、特定の荷重をかけた球状の圧子を材料に押し込む。残された圧痕の直径を測定し、材料の硬さを決定する。ブリネル硬度は、アルミニウム、真鍮、および特定の材料など、より軟らかい材料によく用いられます。 鋼種.

最後に、HSDとはHardness Scleroscopeの略で、あまり一般的ではない硬さ試験法であり、ダイヤモンドを先端に持つハンマーが材料表面に衝突した後の反発高さを測定する原理で作動する。

適切な硬さ測定方法を選択することは、正確な結果を得るために非常に重要です。 素材性能.を考慮することが不可欠である。 材料特性硬さ測定法を選択する際に、十分な情報を得た上で決定することができます。

硬さ試験における一般的な誤差の原因と、その誤差を低減する方法とは？

硬さ試験における一般的な誤差の原因には、主に硬さ試験機自体の誤差、試験条件の変化、オペレータの技術的な誤差などがある。具体的には、ロックウェル硬さ試験における誤差の原因は、大きく3つに分けられる。1つ目の分類は、試験力、圧子形状位置誤差、測定構造誤差など硬さ試験機自体の問題であり、2つ目の分類は、試験条件の変化に起因する誤差であり、3つ目の分類は、オペレータの技術的エラーに起因する誤差である。ビッカース硬さ試験における誤差の原因には、オペレータが圧痕の対角線に狙いを定めて読み取る際に生じる誤差や、異なる測定装置を異なる担当者が使用した場合に生じる結果の違いがあります。

このようなエラーを減らすためには、以下のような対策が考えられる：

硬さ試験機自体の誤差については、定期的な校正とメンテナンスによって減らすことができます。例えば、ロックウェル硬さ試験機の場合、硬さパラメータが規定値を超えることによる誤差を避けるため、部品が変形したり、動いたりしないようにします。

特にブリネル硬さを測定する場合は、ワークの表面粗さ、重量、カップリング度を上げるなど、試験条件を改善する。薄板などの特殊な材料の場合は、カップリング効果を高めるために、裏面にバターやワセリンを均一に塗布する。

オペレーターの技術的ミスを軽減全自動ビッカース硬さ試験機は、圧痕の照準と読み取りへの依存を低減するため、人的ミスをほぼ排除できます。

試験には適切な硬度計を使用する。例えば、小さなワークピースの場合は、適切な硬度計を選び、中空材料への横方向の衝撃を避けるなど、誤差を減らすための対応策を講じる。

これらの対策により、硬さ試験の誤差を効果的に低減し、試験結果の精度と信頼性を向上させることができます。