ロックウェル硬さ試験

ロックウェル硬さ試験は、素早く硬さ試験を行う場合に適した高速な試験方法です。ここでは、ロックウェル硬さ試験の定義と実用的な使い方をご説明いたします。

ロックウェル硬さ試験の特長：

一般的に大型の試料に使用
光学装置で読み取らない
高度な試験にも使用可能
適合規格：ASTM E18、ISO 6508、JIS Z 2245

ロックウェル硬さ試験の定義

ロックウェル硬さ試験は、主に金属材料を使用する生産工場や研究所の「クイックテスト」に頻繁に使用されます。ただし、ジョミニー試験（一端焼入試験）など高度な試験にも使用可能です。使用される試験力が比較的重いため、ロックウェル硬さ試験方法は、より大型のサンプル形状に制限されます。

ロックウェル試験の算出方法

ロックウェル硬さ試験は、主に金属材料を使用する生産工場や研究所の「クイックテスト」に頻繁に使用されます。ただし、ジョミニー試験（一端焼入試験）など高度な試験にも使用可能です。使用される試験力が比較的重いため、ロックウェル硬さ試験方法は、より大型の試料形状に制限されます。

ロックウェル試験の算出方法

ロックウェル硬さ試験の算出（HR）は、ダイヤモンドまたはタングステンカーバイドボールによる圧痕の深さを測定することで算出されます。

HR = E - e
E：100（ダイヤモンド）または 130（ボール）単位の定数
e：0.002 mm 単位の貫通深さです。

圧子

ロックウェル硬さ試験が使用する 5 種類の圧子：

ダイヤモンドコーン
タングステンカーバイドボールのサイズ：1/16"、1/8"、1/4"、1/2"

全試験力

ロックウェル硬さ試験が使用する 6 種類の全試験力：

15 kgf、30 kgf、45 kgf、60 kgf、100 kgf、150 kgf

合計で、30 種類のロックウェルスケールが使用できます。特定の材料やアプリケーション（HRA、HRB、HRC、HR30N等）に合わせて、異なる圧子と全試験力の組み合わせがあります。

ロックウェル硬さ試験方法の定義

ロックウェル硬さ試験方法は規格、圧子種類、試験力によってスケールが異なります。

HRE 1/8インチ直径タングステンカーバイドボール圧子、100 kgf全試験力
HR30N（ロックウェルスーパーフィシャル30Nスケール）：ダイヤモンドコーン圧子、全試験力30 kgf

ロックウェル硬さ試験の実施方法

表面処理

ロックウェル硬さ試験を実施する前に、試験する材料の表面処理を行います。ロックウェル硬さ試験に求められる試験面の条件は、使用する試験力によって異なります。ロックウェル硬さ試験は、一般的に、1 kgf 以下の試験力を使用する試験として定義されています。

したがって、マクロ硬さ試験に対しては素地表面で必要十分であるため、事前の表面処理が不要な場合もあります。

試験力

標準（STANDARD）	荷重範囲
ISO 6508	15 kgf～150 kgf	（147.1 - 1471 N）
ASTM E18	15 kgf～150 kgf	（147.1 - 1471 N）

押込時間：2～6秒
サンプル厚 ASTM：それぞれの圧子の押込み深さの少なくとも10倍
サンプル厚 ISO：ダイヤモンド庄子：押込み深さの、少なくとも10倍タングステンカーバイド庄子：押込み深さの、少なくとも15倍

硬さ試験に関するアプリケーションノートをダウンロード

ジョミニー試験

ジョミニー試験（一端焼入試験）は、鋼鉄の焼入性を判断するのに使用され、マイクロビッカース硬さ試験機で実施できます。

この試験方法は次の規格で規定されています。ASTM A255 / ISO 642 / DIN 50191 / BS 4437

ジョミニー試験は、円柱状の鋼試験片を予め指定された温度で焼きならしを行い、オーステナイト化温度（980°–1010°C）まで加熱したものをその試験片の一端に一定強さの水を噴射して急冷（焼き入れ）します。焼入後、焼入された末端から数mm毎に一定の間隔を取って硬さを測定します。使用される試験方法はHRCまたはHV30です。

試験表面に沿った硬さの変化は、焼入れされた末端からの距離に合わせて、冷却率が減少することによる微細構造の変化の結果です。末端からの既定距離で材料が硬いほど、その鋼の焼入性は高くなります。

ビッカースおよびロックウェル硬さ試験の両方がジョミニー試験に使用されます。どちらを使用するか判断する際は、関連する規格および各試験に適用される基準を確認する必要があります。

ビッカース硬さ試験の詳細はこちらから

ロックウェルスケールの一般的な用途に関する概要

	試験方法	負荷	圧子種類	アプリケーション
標準的なテストメソッド
A	60kgf	ダイヤモンドコーン	超硬合金、薄鋼板、浅く浸炭焼入れ処理された鋼
B	100 kg	1/16"WCボール	銅合金、軟鋼アルミニウム合金、可鍛鉄など
C	3～150 kgf	ダイヤモンドコーン	鋼鉄、硬質鋳鉄、パーライト可鍛鉄、チタン、深く浸炭焼入れ処理された鋼
D	100 kg	ダイヤモンドコーン	薄鋼板、中程度の浸炭焼入れ処理された鋼、パーライト可鍛鉄
E	100 kg	1/8"WCボール	鋳鉄、アルミニウム、マグネシウム合金、軸受金
F	60kgf	1/16"WCボール	軟銅合金、薄い軟質金属板
G	3～150 kgf	1/16"WCボール	りん青銅、ベリリウム銅、可鍛鉄、
H	60kgf	1/8"" WC	アルミニウム、亜鉛、鉛
K	3～150 kgf	1/8"WCボール	軸受金とプラスチックを含むその他の非常に軟質または薄い材料。
L	60kgf	1/4"WCボール	軸受金とプラスチックを含むその他の非常に軟質または薄い材料。
M	100 kg	1/4"WCボール	軸受金とプラスチックを含むその他の非常に軟質または薄い材料。
P	3～150 kgf	1/4"WCボール	軸受金とプラスチックを含むその他の非常に軟質または薄い材料。
R	60kgf	1/2"WCボール	軸受金とプラスチックを含むその他の非常に軟質または薄い材料。
S	100 kg	1/2"WCボール	軸受金とプラスチックを含むその他の非常に軟質または薄い材料。
V	3～150 kgf	1/2"WCボール	軸受金とプラスチックを含むその他の非常に軟質または薄い材料。
表面的試験方法
N	15 kgf 30 kgf 45 kgf	ダイヤモンドコーン	ロックウェルスーパーフィシャルスケールは通常のロックウェル試験よりも低い荷重を使用し、通常のスケールまたは通常の範囲外にある、薄すぎるまたは小さすぎる試験材料に対して使用されます。一般的に硬質材料にはダイヤモンド圧子、軟質材料にはボール圧子が使用されます。
T	15 kgf 30 kgf 45 kgf	1/16"WCボール	ロックウェルスーパーフィシャルスケールは通常のロックウェル試験よりも低い荷重を使用し、通常のスケールまたは通常の範囲外にある、薄すぎるまたは小さすぎる試験材料に対して使用されます。一般的に硬質材料にはダイヤモンド圧子、軟質材料にはボール圧子が使用されます。
W	15 kgf 30 kgf 45 kgf	1/8"WCボール	ロックウェルスーパーフィシャルスケールは通常のロックウェル試験よりも低い荷重を使用し、通常のスケールまたは通常の範囲外にある、薄すぎるまたは小さすぎる試験材料に対して使用されます。一般的に硬質材料にはダイヤモンド圧子、軟質材料にはボール圧子が使用されます。
X	15 kgf 30 kgf 45 kgf	1/4"WCボール	ロックウェルスーパーフィシャルスケールは通常のロックウェル試験よりも低い荷重を使用し、通常のスケールまたは通常の範囲外にある、薄すぎるまたは小さすぎる試験材料に対して使用されます。一般的に硬質材料にはダイヤモンド圧子、軟質材料にはボール圧子が使用されます。
Y	15 kgf 30 kgf 45 kgf	1/2"WCボール	ロックウェルスーパーフィシャルスケールは通常のロックウェル試験よりも低い荷重を使用し、通常のスケールまたは通常の範囲外にある、薄すぎるまたは小さすぎる試験材料に対して使用されます。一般的に硬質材料にはダイヤモンド圧子、軟質材料にはボール圧子が使用されます。