この記事ではデュロメーターとは何かについて説明します。したがって、デュロメータの定義、デュロメータの使用方法、存在するさまざまな種類のデュロメータとは何かがわかります。
デュロメーターとは何ですか?
デュロメーターは、材料の硬さを測定するために使用される測定器です。簡単に言えば、デュロメーターは材料の硬さを測定するために使用される装置です。
デュロメーターには多くの種類があり、それぞれが特定の用途に適しています。さらに、各タイプのデュロメーターは独自の測定スケールを使用して硬度を測定します。各デュロメータ クラスについては、以下で詳しく説明します。
したがって、デュロメータは、金属、プラスチック、ゴムなどの非常に異なる材料の硬さを測定できます。
デュロメータの部品
デュロメータの部品は次のとおりです。
- ペネトレータ (または圧子) : これは、材料の硬さを測定するために使用されるデュロメーターの部分です。測定箇所に力を加え、生じた痕跡の深さや大きさによって素子の硬さを知ることができます。
- 作業台: 測定する部品を置く台。
- ウインチ: 作業プラットフォームの垂直方向の動きを制御するため、測定対象の部品を圧子に近づけるデュロメーターのコンポーネント。部品が圧子に接触するまでウインチを回転させる必要があります。
- 力伝達ホイール: デュロメーターのこの部分を使用すると、材料に加えられる力を校正して硬度を測定できます。
- ディスプレイ– 測定された硬度値と、設定可能なその他のデュロメーター パラメーターを表示します。
デュロメーターの仕組み
デュロメーターの意味とその部品が何であるかを理解したところで、このタイプの測定器がどのように機能するかを見てみましょう。
- 測定する材料片を配置します。まず、測定対象物を作業台の上に置きます。測定面が上を向くように部品を配置する必要があります。
- 適切な圧子を選択します。測定する材料の寸法とデュロメーターの種類に応じて、異なる先端を備えた圧子を配置する必要があります。通常、製造元は適切な圧子に関する情報を提供します。
- 測定力を加える– 実行するテストと測定スケールに応じて、多かれ少なかれ力を加える必要があります。したがって、測定に適切な力を設定する必要があります。通常、このステップに必要な情報は製造元から提供されます。
- 材料を持ち上げる: ハーネスを使用して、圧子に接触するまで材料を持ち上げる必要があります。
- デュロメータは硬度を測定します。最後にデュロメータがテストを実行し、針 (アナログデュロメータ) または画面 (デジタルデュロメータ) で測定した硬度値を提供します。
1 回の測定では誤差が生じる可能性があるため、3 回測定し、その平均値を計算し、その値を材料の硬さとすることをお勧めします。テストでは部品の形状が変化するため、材料上の同じ点または近い点での測定はできないことに注意してください。異なるポイントでテストを実行することで、前のテストが新しい測定に影響を与えないようにします。
以下にデュロメータの操作を説明したビデオをご覧ください。
デュロメータの種類
デュロメータのさまざまな種類は次のとおりです。
- ブリネルデュロメーター
- ロックウェルデュロメーター
- ビッカースデュロメーター
- ヌープデュロメーター
- 超音波デュロメーター
- ポータブル硬度計
次に、デュロメータの種類ごとに、その長所と短所を説明します。
ブリネルデュロメーター
ブリネルデュロメーターは、材料の硬度を測定するために産業分野で最もよく使用されています。ブリネル法は、先端が鋼球になった圧子を用いて測定面に荷重を加える方法です。
ブリネルデュロメーターでは、一定の荷重を加え、顕微鏡下でくぼみの直径を測定し、計算式を使用して HB 硬度の値に換算します。
ロックウェルデュロメーター
ロックウェルデュロメーターも適応性が高いため広く使用されています。ダイヤモンド コーンまたはスチール ボールの 2 つの異なる圧子を使用できます。論理的には、硬い材料にはダイヤモンド コーンを使用し、柔らかい材料には鋼球を使用する必要があります。
このタイプのデュロメータは、最初に小さな荷重を材料に加え、次により大きな荷重を加えることで、測定の精度を高めます。
ロックウェルデュロメーターの大きな利点は、測定を実行するために光学機器を必要としないため、硬度が自動的に測定されるため、より高速に測定できることです。ただし、非常に硬い材料では精度が低くなり、適用される荷重に関して制限が生じることがよくあります。
ビッカースデュロメーター
ビッカースデュロメーターは微小硬度試験とみなされます。このタイプのデュロメータの圧子はダイヤモンド製であり、一定の荷重がかかります。
ビッカースデュロメーターでは、試験で得られたマークを内蔵の顕微鏡で測定し、この値を公式を使用して硬度に変換します。さらに、このタイプのデュロメーターには画像アナライザーが組み込まれており、印刷物を見つけてテスト結果をグラフィック表示することができます。
このタイプのデュロメーターによる測定は簡単ですが、時間がかかります。同様に、ビッカースデュロメーターは研究室でよく使用されます。
ヌープデュロメーター
ヌープデュロメーターも微小硬度試験ですが、その圧子は狭くダイヤモンド型です。さらに、たとえ数グラムの力であっても、非常に軽い負荷を材料に加えることができます。
このタイプのデュロメーターは主に、セラミックなどの壊れやすい材料の亀裂のリスクを分析するために使用されます。コーティングなどの非常に薄い層の硬度を測定するためにも使用されます。
ヌープデュロメーターで測定されるサンプルは、他のタイプのデュロメーターよりもはるかに小さい必要があることに注意してください。
超音波デュロメーター
超音波デュロメーターは、音波を使用して材料の硬度を測定するため、非破壊で硬度をテストします。超音波は接触または浸漬によって適用できます。
さらに、超音波を使用すると、材料の厚さや内部欠陥の存在など、材料の他の特性を判断することもできます。
超音波デュロメータの主な利点は、非常に大きな部品の硬度を測定できることですが、これまでのデュロメータでは輸送の難しさから測定が不可能でした。
ポータブルデュロメーター
ポータブルデュロメーターは、特定の材料サンプルをテストする必要がなく、あらゆる測定に簡単に適応できるため、非常に便利です。
さらに、ポータブルデュロメータはベンチトップデュロメータよりも小型のデバイスであり、重量も軽いため、多くの状況でより実用的です。