Hardness test - katasashiken (English) hardness test

This is a type of material test that measures the hardness of industrial materials. Hardness is related to most of the mechanical properties of materials, and is closely related to the industrially important resistance to wear and scratches.

Hardness testing is often used to investigate other related mechanical properties rather than to measure hardness itself. In other words, such purposes can be achieved by limiting the scope of application under appropriate test conditions, and it has many advantages such as the time required for one measurement is extremely short, accurate measurement values ​​can be obtained without requiring much skill if a dedicated testing machine is used, and there is no need to prepare special test pieces, so it is widely used at production sites. In particular, since it can be used to test products non-destructively, hardness testing is often performed during the production process of metal products and when they are completed, and hardness testing is particularly effective for checking the effects of heat treatment and homogeneity of metals.

In hardness testing, a test object is deformed by a standard object and the resistance at that time is measured, but various test methods have been devised depending on the type of standard object, the method of deformation, and the method of calculating hardness. The indication of hardness by hardness testing is only meaningful if the measurement method and measurement conditions are also stated. Therefore, hardness testing is performed using a dedicated hardness testing machine for each test method.

Currently, the hardness tests that are commonly used can be broadly divided into the following three types:

(1) Indentation hardness test Historically long, this is the hardness test most commonly used today, in which an indenter made of a material (such as diamond or hardened steel) that is significantly harder than the test object is pressed into the surface of the sample to make an indentation, and the hardness is calculated from the load required and the size of the indentation. This test method includes hardness tests such as Brinell, Vickers, Meyer, Knoop, and Rockwell.

(2) Rebound hardness test The rebound type (Shore hardness test) and the pendulum type (Harbert hardness test) fall into this category. This method calculates hardness based on the bounce height or the amount of work absorbed by the material when a certain impact energy is applied.

(3) Scratch hardness test This is the oldest method and has been used mainly to test the hardness of minerals. The "Mohs scale" invented by Mohs of Germany in 1822 is still in use today. This test method uses the ability of an object to scratch the surface of another object as a measure of hardness, and includes the Martens and Bierbaum scratch hardness tests.

For each type of hardness test, there are standard testing machines, which can be called original machines, and standard specimens calibrated using these machines are commercially available. If many standard hardness test pieces are prepared based on these standard specimens, hardness tests can be performed more effectively.

[Kunio Hayashi]

Source: Shogakukan Encyclopedia Nipponica About Encyclopedia Nipponica Information | Legend

材料試験の一種で、工業材料の硬さを測定する試験である。硬さは材料の機械的性質のほとんどと関連をもち、工業的に重要な摩耗や引っかきに対する抵抗とも密接な関係がある。

　硬さ試験は硬さそれ自身を測定の対象とする場合よりも、むしろそれと関連した他の機械的性質を調べるために多く使用される。すなわち、適当な試験条件のもとで適用範囲を限定すればこのような目的をかなえることができ、しかも1回の測定に要する時間がきわめて短く、専用試験機を用いれば、さほどの熟練を要することなく正確な測定値が得られ、特別に試験片を製作する必要もないなどの多くの利点をもっているために、生産現場などで広く利用されている。とくに製品に対し非破壊的に試験が行えるので、金属製品の生産工程や完成時の検査に硬さ試験を行うことが多く、とくに金属の熱処理効果や均質性の確認には硬さ試験がもっとも有効な方法である。

　硬さ試験は、ある標準物体によって試験物体に変形を与え、そのときの抵抗の大きさを測定するが、標準物体の種類、変形の与え方、硬さの算出方法などにより多様な試験法が考案されている。硬さ試験による硬さの表示には、その測定法や測定条件が併記されて初めて意味をもつ。よって、硬さ試験はそれぞれの試験法に対して専用の硬さ試験機を用いて行われる。

　現在、一般的に使用されている硬さ試験は大別して次の3種類である。

(1)押込み硬さ試験　歴史的にも古く、現在もっとも多く実用されている硬さ試験で、試験物体に比べて著しく硬い材料（たとえばダイヤモンドや焼入れ鋼）でつくった圧子を試料の表面に押し込んでくぼみをつくり、このときに要した荷重とくぼみの寸法から硬さを算出する。この試験法には、ブリネルBrinell、ビッカースVickers、マイヤーMeyer、ヌープKnoop、ロックウェルRockwellなどの硬さ試験がある。

(2)反発硬さ試験　反発式（ショアShore硬さ試験）と振子式（ハーバートHarbert硬さ試験）がこの部類に入り、一定の衝撃エネルギーを与えたときの、跳ね上がり高さや材料の吸収する仕事量により硬さを算出する方法である。

(3)引っかき硬さ試験　もっとも古くから行われた方法で、おもに鉱物の硬さ試験に用いられてきた。1822年にドイツのモースが考案した「モースの尺度」は今日でも利用されている。この試験法は、ある物体が他の物体の表面を引っかく能力を硬さの目安とするもので、マルテンスMartensやビヤバウムBierbaumの引っかき硬さ試験がある。

　なお、各種の硬さ試験に対しては、原機ともいうべき標準試験機があり、これによって校正された基準試料が市販されている。この基準試料に基づいて多くの標準硬さ試片を用意しておけば、硬さ試験をより有効に行うことができる。

［林　邦夫］

出典　小学館　日本大百科全書(ニッポニカ)日本大百科全書(ニッポニカ)について　情報 | 凡例