ビッカース硬度からブリネル硬度への変換: 実践ガイド

ビッカース硬度計とブリネル硬度計の概要

硬度試験は材料の耐久性と強度を評価するために不可欠です。硬度を測定するために最も広く使用されている 2 つの方法は、ビッカース硬度試験とブリネル硬度試験です。どちらのスケールも材料のへこみに対する抵抗を測定しますが、手法と単位が異なります。多くの場合、比較の目的でビッカース硬度 (HV) 値をブリネル硬度 (HB) に変換すると便利です。この記事では、ビッカース硬度をブリネル硬度に変換するプロセスと、変換に関係する要素について説明します。

ビッカース硬さ (HV) を理解する

ビッカース硬度試験は、既知の力をダイヤモンドピラミッド圧子に加え、材料に残るくぼみのサイズを記録することによって、材料の硬度を測定します。ビッカース スケールはその多用途性により広く使用されており、軟金属からセラミックまで、さまざまな材料にわたって一貫した結果が得られます。

ビッカース硬さの計算式は次のとおりです。

• HV = 1.854 × (F / d²)
• ここで: F は加えられる力 (キログラム (kg))、d はくぼみの平均対角長 (ミリメートル (mm)) です。

ブリネル硬度 (HB) を理解する

ブリネル硬さ試験では、非常に大きな圧子 (通常は鋼球または超硬球) を使用して、既知の力で材料にくぼみを作成します。次に、くぼみの直径が測定され、硬度値が計算されます。ブリネルスケールは、鋳物や鍛造品などの粗いまたは不均一な構造を持つ材料を試験するために一般的に使用されます。

ブリネル硬度の式は次のとおりです。

• HB = (2F) / (πD(D - √(​​D² - d²)))
• ここで、F は加えられる力 (キログラム (kg))、D はボールの直径 (ミリメートル (mm))、d はくぼみの直径 (ミリメートル (mm)) です。

ビッカース硬度からブリネル硬度への変換式

ビッカース硬さ試験とブリネル硬さ試験は異なりますが、ビッカース硬さ (HV) からブリネル硬さ (HB) への変換は近似式で行うことができます。この変換は、異なる硬度スケールが使用されているものの、直接比較する必要がある場合に役立ちます。

ビッカース硬度からブリネル硬度へのおおよその変換式は次のとおりです。

• HB ≈ 0.95 × HV

この式は、ビッカース硬度値から推定ブリネル硬度値を提供します。ただし、2 つのスケール間の関係はすべてのマテリアルにわたって必ずしも線形であるとは限らないため、この近似は一般的なケースに最適であることに注意してください。

変換に影響を与える要因

いくつかの要因がビッカースからブリネルへの変換の精度に影響します。これらには、材料の種類、試験方法、硬度試験が実行される特定の条件が含まれます。次の点を考慮することが重要です。

• 材料特性: 材質が異なればインデントの動作も異なり、変換精度に影響します。
• 試験条件: 両方のテストで加えられる力と圧子のサイズは、特に柔らかい材料や不均一な粒子構造を持つ材料の場合、結果に影響を与える可能性があります。
• 材料の均一性: ブリネルスケールは不均一な構造を持つ材料の試験に適していますが、ビッカース試験は均一な特性を持つ材料に対してより正確な結果を提供します。

変換の実際の応用

ビッカース硬度からブリネル硬度への変換は、材料科学、冶金学、製造における品質管理など、両方の試験が使用される可能性のある業界で一般的に行われます。変換の最も一般的な用途には次のようなものがあります。

• 材料試験: 異なる方法で試験された材料の硬さを比較する場合。
• 品質管理: さまざまな硬度テストを使用して、バッチ間で製品の硬度の一貫性を確保します。
• 製品仕様: メーカーが硬度値を指定する場合、使用する機器に基づいて異なる硬度スケール間で変換する必要がある場合があります。