ビッカース硬さ計算機
試験荷重と圧痕の対角線からビッカース硬さを計算します。
ビッカース硬さ試験
加えた荷重と、ダイヤモンド四角すい圧痕の二本の対角線の測定値を入力してください。
ビッカース硬さについて
ビッカース硬さ試験は、材料が永久的な圧痕に抵抗する能力を測定します。正四角すい形のダイヤモンド圧子を、既知の荷重で調製済みの表面に押し込みます。除荷後、光学系で正方形の圧痕の二本の対角線を測定します。一般にHVと記すビッカース硬さは、加えた力と圧痕の斜面の表面積との関係を表します。同じ荷重では硬い材料ほど小さな圧痕ができる傾向があり、HV値が大きくなります。
この計算機は二本の対角線を平均し、HV = 1.8544 F / d²を適用します。Fは重量キログラムで表す試験荷重、dはミリメートルで表す平均対角線長さです。係数1.8544は、対面角136度のビッカース圧子の幾何形状を反映しています。対角線長さを二乗するため、測定誤差は報告する硬さに大きく影響します。信頼できる結果には、丁寧な焦点合わせ、端部の識別、表面調製が不可欠です。
表示式を使う場合、荷重はニュートンではなく重量キログラムで入力してください。装置がニュートンで表示する場合は、入力前に標準重力による換算値、約9.80665ニュートン毎重量キログラムで割ります。両対角線はミリメートルで入力し、マイクロメートルの読み値は1,000で割ってください。二つの値は十分近い必要があります。大きな差は、圧痕の変形、表面仕上げの不良、試料の移動、異方性、読み取りミスなどを示すことがあります。平均化は小さな観察差を減らしますが、無効な試験を有効にはできません。
ビッカース試験は、同じ圧子形状を異なる力で使うため広い硬さ範囲に対応します。マクロ硬さ試験は大きな荷重を使い、微小硬さ試験は非常に小さな力で皮膜、相、薄い断面などを調べます。結果は試験力、試料厚さ、圧痕間隔、材料の応答で変わり得るため、通常は荷重の表示と保持条件を併記します。この計算機は数値としてのHV比を返しますが、圧痕が特定規格の手順要件を満たしたかは判断できません。
正式な品質管理では、適用対象に応じてASTM E92、ASTM E384、ISO 6507などの現行試験方法に従ってください。試料に十分な厚さを確保し、圧痕を端部や他の圧痕から離し、装置の校正を確認して適切な有効数字で報告します。本ツールは計算の確認、荷重と対角線寸法が硬さに及ぼす影響の検討、有効な測定後の実験室計算の補助に適しています。
ビッカース硬さの計算例
硬さは荷重に比例し、平均対角線長さの二乗に反比例します。
| 測定値 | 硬さ | 補足 |
|---|---|---|
| 10 kgf、対角線0.500および0.500 mm | 74.176 HV | 対角線が等しく、平均は0.500 mmです。 |
| 100 kgf、対角線1.000および1.000 mm | 185.44 HV | 荷重と圧痕がより大きい例。 |
| 30 kgf、対角線0.300および0.320 mm | 578.897 HV | 計算には平均値0.310 mmを使います。 |
ビッカース硬さの計算方法
- 加えた試験荷重を重量キログラムで入力します。
- 圧痕の両対角線を測定し、ミリメートルで入力します。
- 有効な試験とみなせる程度に対角線の読み値が近いことを確認します。
- 「硬さを計算」を選び、HVと平均対角線長さを求めます。
よくある質問
HVは何を意味しますか?
HVはダイヤモンド四角すいの圧痕から計算するビッカース硬さの値です。一般に値が大きいほど、塑性圧入に対する抵抗が高いことを示します。
なぜ二本の対角線を測るのですか?
有効なビッカース圧痕はほぼ正方形ですが、測定や材料の影響で小さな差が生じます。両対角線の平均を標準式に使う寸法とします。
荷重をニュートンで入力できますか?
この計算機の幾何係数は重量キログラムを前提とするため、そのままでは入力できません。ニュートンを約9.80665で割って重量キログラムに換算してください。
小さな対角線の誤差がなぜ重要なのですか?
平均対角線長さは硬さの式の分母で二乗されます。そのため、わずかな読み取り誤差でも計算されるHV値が目に見えて変わることがあります。
HV値は試験荷重に依存しませんか?
理想的には適切な荷重間で硬さを比較できますが、圧痕寸法効果や試験条件により変動します。正式な報告には加えた荷重を記載し、該当規格に従ってください。