コラム

硬度について

硬度とは材料の表面、または表面近傍の材料加工のしやすさや加工された工業製品の耐久性などの尺度となる材料力学、材料強度等におき、材料が種類の違いにより引張、圧縮、せん断等の外力に対してどの程度の耐久性があるかなどの諸性質の機械的性質機械的性質の一つで材料が異物による変形や損傷が生じる時の物体の変形しにくさ、物体の傷つきにくさをいい、工業的に検査が容易で硬さ試験と呼ばれ金属などを加熱、冷却して硬度や性質を変化させる鋼製品の熱処理の結果として利用されますが硬度の概念は材料によって性能項目が異なり定義も様々なため多くの試験方法があり、例を挙げると金属では一定荷重を加えてできる圧痕(くぼみ)の面積、または深さから変形度合(硬さ)をはかる押込み硬さ試験法が多用され、加える荷重や圧痕をつける圧子先端の形状や硬さ値の計算方法がそれぞれ定義されており、またゴムにおいては一定荷重を加えた際の変形する量を硬さ値にする硬さ測定法が多用されるように硬さをはかるには色んな測定手段(定義)とそれに対応する値(硬さ具合)があります。
硬さの単位は応力と同じ次元ということになり、試料に加えた荷重を試料にできたくぼみの面積で割った値が硬度になるわけですが本来硬さには単位はつかないものの通常の場合の単位はkgf/mm2となり、例えば試験荷重F(N)で試験面にくぼみをつけた時、くぼみの表面積をS(mm2)とすると、この時の硬さの式はビッカース硬さ(HV)=0.102 となり、この時の荷重と表面積の単位についての荷重はN、表面積はmm2ですのでここから求められる硬さの単位はN/mm2=MPaとなるのですが式の最初に0.102という係数がついているのでNとkgfとの間には1N=0.102kgfという関係があり、これから通常単位をつけない場合の硬さの単位はkgf/mm2となり、SI単位系に準じてMPaに換算するケースがある場合は単位としてMPaの使用を明記されていると思います。