第13回英文輪読11月15日

'青山'訳

ロックウェル法の原理を図A.2に示す。圧子は、最初の(マイナー)荷重で表面に押し付けられ、その後、W1のさらなる荷重が加えられる。この時点での総荷重(Wo + W1)が主荷重として説明されています。次いで、荷重をW 0に減少させ、硬度を計算するために、軽負荷の初期適用後の位置に対して、圧子が表面に沈んだ距離xを使用する。ロックウェル法では、0の深さ変位xは100単位の硬度に対応すると考えられ、200μmの変位は0の硬度に対応する.1つのロックウェルスケールはないが、文字で識別されるいくつかの標準スケール。スケールは、使用される圧子の種類と適用される負荷が異なります。所与の材料(すなわち、x <200μm)に対して0~100の範囲内の硬度値を達成するためには、適切なスケールを選択しなければならない。

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'岸'訳

たとえば、ロックウェルCスケールは、通常焼入れ鋼に用いられる。このスケールのための圧子は、半径0.2mmの球形の丸い先端で120°の角度を有するダイヤモンドコーンであり(ブレール圧子と呼ばれている)、軽荷重は10kgfであり、重荷重は150kgfである。得られる硬さは、特定のロックウェルスケールを特定するための記号に従った硬度番号によって記される、たとえば、55HRCは、ロックウェルCスケールで55の硬さを示す。ロックウェル硬度値を引用する際には、スケールを指定することが不可欠である。たとえば、ロックウェルC方法で計測した硬鋼は、おそらく62HRCの硬さを持ち、一方ロックウェルFスケールで測定した柔らかい銅の合金は62HRFの硬さを持つ。それらの二つの材料のビッカーズ硬さの値は、それぞれ約750HVおよび60HVでかなり異なるであろう。

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'金籐'訳

深さ感知ナノインデンテーションでは、同様に計装された押し込みとして知られており、サンプル表面上の圧子による押し込み深さが、圧子に付加される荷重が次第に上昇する中で継続的に記録され、結果、図A.3に示した付加曲線のようになる。圧子にはしばしばベルコビッチ圧子とされる三角形に模られたピラミッド型のダイヤモンドが使用され、それらは投影面積と押し込み深さの比がビッカーズ硬さと同じになるように幾何学的に選定されている。図A.1(d)にベルコビッチ圧子により出来た押し込み跡を示す。三角形状のピラミッド型の使用は非常に小型な圧痕にとって正方形状のピラミッド型よりも大きな利点があり、研削、研磨により形成されるピラミッドの三表面はポイントが合う。これは四表面の場合では保障されず、したがってビッカーズジオメトリでは圧子の非常に鋭利な先端(端ではなく)を生み出すことは非常に困難である。

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'笹原'訳

原則として、もし押し込み面積A(すなわち、荷重を支える領域)と深さxの関係が知られ ているならば、硬さHを式H=W/Aから推定することは図A.3に示される荷重曲線上のどのような点でも非常に簡単である. テスト資材とインデンター(押し当てる四角錐状の物体)のすべてが最適な理想的なシステムは、インデンターがわずかな距離でもその最大深さから上昇するとすぐに、荷重がゼロになる. 実際には、システムは若干の弾性がある変形を示す.そして、除荷曲線は垂直にはならない; それから、その最初の斜面は、サンプルとインデンター材料の減少単位Eを測定するのに用いることができる.

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'佐藤'訳

アンローディング曲線の初期勾配である接触剛性S = dW / dxは、次式によってE*  と関連する S = 1.05-x(A.4) Amaxは、最大深さXmaxに対応するくぼみの面積である。相当弾性係数E *は、圧子と試料のヤング率Eとポアソン比vにそれぞれE、v1、E2,v2と関連する。 (A.5) 実際には、深度検知押込みデータから硬度と弾性率の正確な値を抽出するには、十分に設計され、操作された試験機が必要であり、荷重、変位および押し込みサイズが小さくなるにつれてより困難になる多くの要因に厳重な注意が必要となる.

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'鈴木(翔'訳

これらの要因は、防振、荷重と変位測定の校正、試験中に試験装置におこる熱膨張と収縮の修正(熱ドリフト)、試験装置の順応性の修正、特定の圧子の形状の正確な特性評価(深さ領域の関係、ときどき形状関数と言われている)、圧子が最初に表面に接する正確な点の確認を含む。 主な圧子の変位に小さな周期的な変位が課されることによる方法が開発されている、くぼみができる過程での深さについての接触剛性の連続的な測定を与えるために。 「計装された圧痕を測定する方法」は、とても小さな容積の材料の機械特性を調べることができ、くぼみの大きさは幅が数マイクロメートルからサブマイクロメートルである。

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'田村'訳

エラストマースのような材料、それは押し込みの際に塑性変形をしない。そのような材料の場合計装された押し込みもまた「硬度」を測定するために使用される。しかし、今回のケースは弾性押し込みに対する材料の反応を指す。 標準的なスケール(例えばシュアおよびIRHD-国際ゴム硬度)圧子の形状、負荷の方法、および測定プロトコルを規定する。 ショアAスケールはゴムに広く使用されており、切頭円錐の形の硬化鋼製圧子を採用する。チップ直径0.79mmおよび迎え角35°、荷重は校正されたばねによって加えられ、押し込み深さとともにかなり変化する。IRHDの方法は対照的に、固定負荷が使用される。硬度値は、様々なショアおよびIRHDスケールによって測定され経験的に弾性率の値に関連付けることができる。

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'松井'訳

 A.3硬さの解釈と硬さスケールの比較 2.5.2節で述べたように,硬い圧歯が(わずかな弾性変形のあとに)塑性的に変形する,ある材料の表面へ押されるとき,硬さHは押し込みに対する平均圧力として定義され,材料の単軸の塑性流動応力Yの約3倍である.これはほとんどの金属材料と圧歯のどんな形にも適用される8(たとえば端がフラットなパンチや円錐形,角錐,球状).一般的にいえば,我々が経験的に発見した (A.6) Cは制限係数である.「約3」の係数cは圧歯によってわずかに異なるが,3という割合は覚えるのに有用である.そして,押し込み圧力を示す硬さ値から流動応力を求めるのにも有用である.より高い降伏応力を持つ材料(たとえば無機ガラスやガラス状ポリマー)にはcの値がより小さい.おそらく1.5ぐらいである.

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'山田'訳

ビッカーズ、ヌープ、バーコビッチの圧子はピラミッド型であるため、幾何学的な類似性の重要な特性を持っている。同じ圧子で作られていても深さが異なる圧痕はまったく同じ形である。圧痕の周りのひずみ分布はしたがってその大きさにかかわらず同じであり、硬度試験(ひずみ硬化した材料)のプロセスによって誘発されるひずみ硬化の程度は使われる荷重と圧子の大きさに依存しないことが期待される。ビッカーズ圧子は約8%の「代表歪」を誘発し、この一軸ひずみによって変形された加工硬化材料の試料は測定された硬度の約1/3に等しい流動応力を有することを意味する。球によって作られた異なる深さの圧痕は対照的に自己相似ではなく、材料のよって誘発されるひずみは大きな圧子のほうが大きい。ブリネル圧痕に関する代表的なひずみは約20d/D%である。         

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'鈴木(風'訳

異なる圧子の材料によって発生するひずみ領域(弾性,塑性)は,一般的には異なる. したがって,弾性変形と塑性変形の両方を示す一般的な材料において,硬さは圧子の荷重を残った圧痕の面積(投影または表面積)で割ったものとして定義され,一般的な圧子を用いるそれぞれの方法による固有の特性となる. それは,残った圧痕の測定に基づくすべての測定法(ビッカース,ヌープ,ブリネル)は似たような硬さの値を与える,そのためある一部の材料(非オーステナイト鋼,オーステナイト系ステンレス鋼,鍛造アルミニウム合金または銅合金)においてそれらはビッカース試験で得られる値と矛盾なく関連する. この目的のために表は利用できる(例としてASTM規格E140),また,表A.1は一部のデータの例を示す. 十分に校正されたバーコビッチ圧子による深さ感知による硬度値はおおよそビッカースまたはヌープ微小硬さ法で得られるものと類似する

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