HBS硬度とは何ですか?
材料科学および材料工学において、硬度は、変形や傷に対する材料の能力の重要な尺度です。 HBS (Brinell Hardness Scale) はブリネル硬さを表現する方法で、金属、合金、その他の材料の硬さ試験に広く使用されています。この記事では、HBS 硬度の定義、試験方法、適用シナリオ、他の硬度規格との比較について詳しく紹介します。
1. HBS硬さの定義
HBS は、柔らかいまたは中程度の硬さの材料をテストするために一般的に使用されるブリネル硬度のスケールです。試験原理は、一定の直径の鋼球または超硬球を一定の荷重で材料表面に押し込み、一定時間保持した後の押し込み径を測定して硬度値を計算することです。 HBS の計算式は次のとおりです。
| パラメータ | 説明 |
|---|---|
| HBS | ブリネル硬度値 |
| F | 試験荷重(kgf) |
| D | 圧子径(mm) |
| d | くぼみ径(mm) |
計算式：HBS = 0.102 × (2F) / [πD(D - √(D² - d²))]
2. HBS硬さの試験方法
HBS 硬度試験は次の手順に従う必要があります。
| ステップ | 取扱説明書 |
|---|---|
| 1 | 適切な圧子の直径（通常は10mm）と荷重（3000kgfなど）を選択します。 |
| 2 | 試験片を試験台の上に置き、表面が平らできれいであることを確認します。 |
| 3 | 荷重を加えて10〜15秒間保持します。 |
| 4 | 降ろした後、顕微鏡を使用してくぼみの直径を測定します。 |
| 5 | くぼみの直径に基づいて HBS 値を計算します。 |
3. HBS硬さの適用シナリオ
HBS 硬度試験は、次の材料および用途シナリオに適しています。
| 材質の種類 | アプリケーションシナリオ |
|---|---|
| 軟鋼 | 機械部品および構造部品 |
| アルミニウム合金 | 航空宇宙、自動車製造 |
| 銅合金 | 電気設備、配管 |
| 鋳鉄 | エンジンブロック、工作機械ベース |
4. HBSと他の硬さ規格の比較
HBS には、他の一般的な硬さ試験方法 (ロックウェル硬さ HRC、ビッカース硬さ HV など) とは次のような違いがあります。
| 硬さの基準 | 試験原理 | 適用材質 | 利点 |
|---|---|---|---|
| HBS | 鋼球のくぼみ | 柔らかい〜中程度の硬さの素材 | 広い試験範囲と安定した結果 |
| HRC | ダイヤモンドコーンのくぼみ | 高硬度材 | 迅速なテスト |
| HV | ダイヤモンドピラミッドのくぼみ | 薄層または小さな標本 | 高精度 |
5. HBS硬度に関する注意事項
1.サンプルの厚さ: 試験エラーを避けるために、試験片の厚さは押し込み深さの少なくとも 8 倍である必要があります。
2.表面処理: サンプル表面の酸化層またはコーティングは、試験前に除去する必要があります。
3.ロード選択: 圧痕が大きすぎたり小さすぎたりしないように、材料の硬さに応じて適切な荷重を選択してください。
4.周囲温度: 試験は室温 (20±5℃) で実施する必要があります。温度変化は結果に影響を与える可能性があります。
6. まとめ
HBS は古典的な硬さ試験方法であり、操作が簡単で結果が信頼できるため、工業生産や科学研究の分野で広く使用されています。 HBS の定義、試験方法、適用シナリオを理解することは、材料の性能をより正確に評価し、工学設計と品質管理に科学的根拠を提供するのに役立ちます。
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