なぜこれが重要なのか
硬さは、強度、微細組織の品質、そして（サワーサービスにおいて）硫化物応力割れ感受性の最も簡便な機械的指標です。鍛造管継手やフランジでは、ブリネル、ビッカース（マクロおよびミクロ）、ロックウェル、そして可搬型のUCI法という4つの硬さ試験が主流です。それぞれはASTM Eシリーズ規格に準拠し、それぞれに固有の適用範囲があります。間違った方法を選んだ購入者は、受入検査で正当化できない結果を得ることになります。この鍛造品硬さ試験ガイドでは、ブリネル、UCI、ビッカース、ロックウェルについて説明し、購入者が初めて正しい試験を指定できるようにします。
正しい鍛造品硬さ試験戦略は、卓上型の精密試験と可搬型の検証を組み合わせたものです。
試験方法の解説
ブリネル — ASTM E10. 直径10 mmの超硬合金ボールを500～3000 kgfの荷重で表面に押し込みます。くぼみの直径を光学測定し、ブリネル硬さ（HBW）に換算します。大きなくぼみは粗い鍛造微細組織全体を平均するため、ブリネルは鍛造管継手、フランジ、鋳造品のデフォルト試験法です。NACE MR0175に基づくサワーサービスの炭素鋼母材の最大許容値は、一般的に250 HBWです。
ビッカース — ASTM E92（マクロ）およびASTM E384（ミクロ）. ダイヤモンド四角錐（136°角）が1 gf（マイクロ硬さ）から120 kgfまでの荷重下で正方形のくぼみを残します。対角線を光学測定します。ビッカースは溶接部の横断（HAZ調査）や薄肉部に推奨され、NACE MR0175では溶接部硬さ横断にHV 10またはHV 5を指定しています。
ロックウェル — ASTM E18. ダイヤモンド円錐（Brale、スケールC）または鋼球（スケールB）を予備荷重＋主荷重で押し込み、深さの差を直接HRCまたはHRBで読み取ります。卓上試験中最も迅速で、光学測定は不要です。NACE MR0175は炭素鋼母材の限界値を22 HRCとしています。HRCは粗い鍛造微細組織には不向きです。なぜなら、小さなくぼみが単一の結晶粒に当たる可能性があるからです。
UCI — ASTM A1038. 超音波接触インピーダンス法：振動ロッドの先端にビッカースダイヤモンドが取り付けられています。表面に押し付けられると、接触面積がロッドの共振周波数を変化させ、機器はその変化をビッカース硬さに変換します。可搬型で、小さなくぼみを残し、据付済みのフランジや卓上試験機に載せられない大型鍛造品の現場試験に最適です。表面仕上げ（Ra約1.6への研削）が重要であり、UCIは既知のサンプルに対して基準補正されます。
鍛造品における各試験の適用時期
- バルク鍛造品本体、完成品、ラボQC：
