ロックウェル硬度スケールとは

金属の硬さを測る業界標準はロックウェル硬度です。ナイフの世界では、ロックウェル硬度は刃物の特性や期待値について多くのことを教えてくれます。硬度はナイフの性能を大きく左右するからです。

金属によって硬度の測定方法は異なります。刃物はほとんどが鋼で作られているため、スケールCが重要です。鋼の硬度は、HRC、HRc、RC、Rc、そしてこれら3つの文字を組み合わせた表記法で表されます。 

しかし、これは硬度を示すものではありません。単にロックウェル硬さ試験によって硬度試験が行われたことを示すだけです。重要なのは、その前後に付く数字です。

ロックウェル硬度試験はどのように機能しますか? 

ロックウェル硬度試験は比較的簡単ですが、特殊な機械が必要です。そのため、誰でもガレージや作業場で実施できる試験ではありません。 

鋼の硬度を計算するには、球状円錐状のダイヤモンド圧子と正確な測定が必要です。ロックウェル硬度試験の簡単な手順をご紹介します。

1. ダイヤモンドインデンターは10kgの力（KGF）で鋼材に押し込みます。この押し込みによって生じた深さが最初の基準点となります。
2. ダイヤモンドインデンターが再び鋼材に押し込まれますが、今回は140 KGFの力で押し込まれます。これが最大の荷重です。
3. その後、10 KGFまで力を減らします。合計150 KGの力で生じた深さを2番目の基準点とします。
4. 最初の参照点と 2 番目の参照点の差から、鋼のロックウェル硬度の評価がわかります。

この工程は自動で行われ、鋼材にダメージを与えません。機械が深みをつけた部分には小さなへこみが残りますが、刃全体には影響しません。

ロックウェル硬度試験機の価格は、ほとんどの場合$6,000ドル以上です。誰もが利用できるわけではないため、カスタムナイフメーカーの多くは、刃の鍛造に使用した鋼の硬度をナイフの硬度としています。 

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HRC の数字は何を意味しますか?

重要なのはHRC値です。これは鋼の硬度を示します。ナイフの中には、パッケージにロックウェル硬度が表示されているものもあります。知識のあるお客様は、刃の鋼の硬度を見て、その刃に期待する性能をある程度把握することができます。

硬度についてですが、HRC45から50HRC前半のナイフの刃は柔らかいとされています。50HRC半ば以上の鋼は硬いとされていますが、58HRCから60HRCを超えると非常に硬いとされています。試験はすべての鋼種で同じであるため、鍛造刃物に使用される鋼だけでなく、あらゆる鋼種に適用されます。 

ナイフにとってスケールは重要ですか？

ロックウェル硬度は、刃の硬さを知る上で非常に重要な指標です。刃の鋭さを保つ能力、耐久性、研ぎやすさなど、ナイフの性能について、優れた指標となります。 

例えば、ナイフ鋼の場合、HRcが60を超えると脆くなる傾向があります。60を超えると、脆さはさらに増します。 

しかし、硬度が決定するのは脆さだけではありません。硬鋼で作られたナイフの刃は鋭い切れ味を保ち、柔らかい鋼で作られたものよりもはるかに長く切れ続けます。また、耐摩耗性も優れているため、表面に傷がつきにくくなります。 

これらの特性は硬鋼に特有のもので、軟鋼とは逆の傾向があります。硬度によってナイフの特性は大きく変化するため、刃のHRc値を知ることは、知識のある買い物客が自分に合った製品を選ぶのに役立ちます。

鍛造/熱処理プロセスによって鋼の硬度はどのように変化しますか? 

標準的には、すべての鋼には最大の硬度があります。鋼の硬度は、主に炭素含有量と、硬化性に寄与するその他の合金元素によって決まります。 

特定の鋼は、その鋼に適した様々な熱処理技術によって最大の硬度を得ることができます。これにより硬度は劇的に向上しますが、ナイフの刃としての鋼の全体的な性能に悪影響を与える可能性があります。鋼の最適な範囲を超えて硬度を高めると、脆くなりすぎます。 

例えば、 ZDP-189 最も硬い鋼の一つで、通常硬度はHRc65です。ドライアイスで焼入れすることでHRc70まで硬度を上げることができます。この硬度は標準値よりも大幅に高いため、脆くなりすぎます。この状態では、中型の魚の骨など、少しでも密度の高いものを切断すると、刃先が欠けてしまう可能性があります。そのため、最高硬度まで熱処理しても、通常は満足のいく結果は得られません。

代わりに、鋼を最大硬度に近い温度まで熱処理することで、硬度のバランスをとる良い方法があります。その後、低温で異なる時間焼き戻しを行い、過剰な硬度を減らします。余分な硬度がなくなることで、硬い鋼はより強靭になり、損傷に対する耐性が向上します。

人気のナイフ鋼とロックウェル試験による硬度

ここでは、一般的なナイフ用鋼材の概要と、ロックウェル硬度テストでの測定方法を説明します。

	硬度	エッジ保持	耐摩耗性	強靭さ	研ぎやすさ
440C	58～60HRc	6/10	6/10	6/10	7/10
1095	55 HRc	5/10	5/10	8/10	8/10
AUS-8	59 HRc	6/10	6/10	7/10	7/10
VG-10	57～60HRc	7/10	7/10	5/10	7/10
S30V	57～61	6/10	7/10	5/10	6/10
ZDP-189	65 HRc	9/10	8/10	2/10	2/10

詳細はこちら さまざまなナイフの鋼.

適切な鋼の硬度を選択するにはどうすればよいでしょうか?

上の表から、硬度が特定の特性にプラスにもマイナスにも影響を与えることが明らかです。そのため、販売者は顧客を満足させるために適切な硬度の範囲を決定する必要があります。 

例えば、硬度の低いチップに対して、刃の耐久性が非常に高いことが期待できます。これらのナイフは、継続的な強い衝撃にも耐えることができます。小さな木片を切るためにナイフを頻繁に使用するアウトドア派や、密度の高い骨を切る料理人など、この刃は多くのメリットをもたらします。ただし、これらの刃は鈍くなりやすいため、より頻繁な研ぎが必要です。

高い硬度は刃持ちと耐摩耗性を向上させ、刃先を長く鋭い切れ味に保ちます。同時に、これらの包丁は硬度が高いにもかかわらず、耐久性は低くなります。ある一定の硬度を超えると、鋼は脆くなり始めます。これらの包丁は、それほど強靭さを必要としない一般的なスライス作業に適しています。 

他の金属のロックウェル硬度測定

様々な材料に対するロックウェル硬さ試験法は、それぞれ異なる圧子と力を使用します。以下に、一般的な試験法をいくつか示します。 ロックウェル硬度計 刃物鋼以外の材料にも使用されます。

• スケールA 浅い表面硬化処理鋼および超硬合金の硬度を測定します。圧子と測定手順はスケールCと同じですが、荷重は合計150 KGFではなく60 KGFです。
• スケールB 合計 100 KGF の 1.59 mm ボール インデンターを使用して、銅、アルミニウム合金、可鍛鉄の硬度を測定します。
• スケールE 主に鋳鉄の硬度測定に使用されます。鋼材に100 KGFを塗布した直径3.18mmの球が必要です。スケールEは、熱硬化性プラスチックや軸受金属の硬度試験にも適しています。
• スケールH 3.18mmのボールに60KGFをかけて、亜鉛、鉛、アルミニウムの硬度を測定します。 
• スケールK 硬質プラスチックの硬さを測定するだけでなく、錫の硬さ測定にも用いられます。圧子はスケールEおよびHと同じです。ただし、力はスケールCと同じ150 KGFです。

その他の硬度測定

ロックウェル硬度計は、様々な材料の硬さを測定するための唯一の基準ではありません。試験方法に関わらず、原理は同じです。以下に、あまり好まれない他の硬度測定法をいくつか紹介します。 

ブリネルシステム

ブリネル硬度測定は、他の硬度測定と同じ手順で行われます。圧子を用いて特定の力を加え、永久的に生じた深さを測定します。試験する材料に応じて、 ブリネル試験用圧子 タングステン球または硬化鋼球にすることができます。

しかし、ブリネル硬度測定は非常に硬い材料に適しています。直径10mmの超硬ボールを使用し、総力は3,000 KGFです。ブリネル硬度測定は刃へのダメージが大きすぎるため、硬度測定にはあまり適していません。 

ヴィッカース

他のものと同様、 ビッカース硬度 同じ手順で試験を行います。ただし、圧子は材料が異なっても変わりません。この利便性により、ビッカース硬さ試験はブリネル硬さ試験やロックウェル硬さ試験よりも簡単に実施できます。

ビッカース試験の硬度表示方法は他の試験方法と多少異なります。一見複雑に見えますが、ロックウェル硬度測定よりも多くの情報を表示します。 

例: 510HV50/10

510HV は硬度、50 は KGF での荷重、10 は張力下の時間を示します。

結論

ロックウェル硬度試験のスケールCは、刃の硬さを測る最も適切な方法です。他にも方法はありますが、破壊力が強すぎるか、ナイフの刃の硬度測定には適していません。 

刃の鍛造に使用する鋼によって、刃の硬度やその他の特性が変わります。LeeKnivesブログで様々なナイフ鋼についての記事を読み、詳しく学んでください。 

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