ロックウェル硬さ

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ロックウェル硬さ（ろっくうぇるかたさ、Rockwell hardness）は、工業材料の硬さを表す尺度の一つであり、押込み硬さの一種である。記号はHR。実際に使われる際は、HRAやHRCなど使用したスケール名をつけて記述する。スケールについては後述する。

[編集] 概要

ロックウェル硬さ試験法はアメリカ合衆国のヒュー・M・ロックウェル（Hugh M. Rockwell、1890-1957）とスタンリー・P・ロックウェル（Stanley P. Rockwell、1886-1940）により1914年7月15日に特許が申請された。 それまで鋼の硬さの試験にはブリネル硬さが使われていたが、ブリネル硬さは式の計算に時間がかかり計算に知識も必要なため、もっと簡単に計算できないかといって考え出されたものであった。

国際標準化機構ではISO 6508-1で金属の、ISO 2039-2でプラスチックのロックウェル試験が、日本工業規格ではJIS G 0202でロックウェル試験が規定されている^[1]。

[編集] 測定方法

ロックウェル硬さは、まず試験面に基本荷重F₀をかけ、この時の面を基準面とする。次に試験荷重F₁を足したF₀＋F₁の力を加え、塑性変形させる。その負荷を基準荷重F₀に戻し、この時の基準面からの永久窪みの深さを読み取る。ビッカース硬さやブリネル硬さと違い、深さを読むだけなので簡便かつ素早く行えるのが特徴である。

通常のロックウェル硬さは、圧子の種類は先端半径0.2mmかつ先端角120度のダイヤモンド円錐と1/16インチの鋼球を使う方法があり、さらに試験荷重F₁は60kgf・100kgf・150kgfとの3種類、合計6種類が使われる。基本荷重F₀はどれも10kgfが使われる。

ロックウェル硬さの計算式は以下のようになる。

a、ｂはそれぞれのスケールごとに決められた値、hは基準面からの永久深さ（mm）である。 HRA、HRD、HRCのときa＝100、それ以外のときa＝130、どちらの場合もb＝500である。

例えば、鋼の硬さを測る時によく使われるロックウェル試験法として、先端半径0.2mmかつ先端角120度のダイヤモンド円錐を使い150kgfの力をかけるHRCと、1/16インチ（1.5875mm）鋼球を使い100kgfの力をかけるHRBがある。この場合、式は以下のようになる。

HRC = 100 − 500h

HRB = 130 − 500h

どのスケールを使うかは必要に応じて決める。比較的柔らかい材料にはHRBを使い、HRBでは数値がマイナスになるような時、HRCを使う。概ね、HRBは0から100の間で、HRCは0から70の間で使われる^[2]。

さらに基準荷重F₀を3kgfで、試験荷重を15kgf・30kgf・45kgfで行うロックウェル硬さ試験を、ロックウェルスーパーフィシャル硬さ（Rockwell superficial hardness）と呼ぶ。ロックウェルスーパーフィシャル硬さは、通常のロックウェル硬さ試験では荷重が強すぎてしまう、薄板の硬さ試験によく使われる^[3]。 ロックウェルスーパーフィシャル硬さの計算式は

HR = 100 − 1000h

で表される。

[編集] ロックウェル硬さスケール測定条件表

[編集] 脚注

1. ^ http://is.jisw.com/01210/post_105.html
2. ^ http://takeda_lab.yz.yamagata-u.ac.jp/Strength.htm
3. ^ http://www.nbk-okamoto.co.jp/DataBook/d250.htm

[編集] 関連項目

• 材料工学
• 機械的性質
• 硬さ - ブリネル硬さ・ビッカース硬さ - 共によく使われる押し込み硬さの試験法。