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ブリネル硬さ数の計算

直径10 mmの球に3000 kgfをかけて3.4 mmの圧痕が残ると、硬さは約320.583 HBWです。荷重はkgf・N・lbfで入力でき、深さ、接触面積、圧痕が規格の範囲内かも分かります。ブラウザで無料で使えます。

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計算例

入力した場合

荷重: 3,000
球の直径: 10
圧痕の直径: 3.4

結果

荷重の単位: Kgf HBW
長さの単位: Mm
荷重 (kgf): 3,000
球の直径 (mm): 10

ブリネル硬さ試験は、既知の荷重で硬い球状圧子を金属表面に押し込み、残った円形圧痕の平均直径を測ります。ブリネル硬さ数（HBW または BHN）は、その荷重を試験片に残る球冠の曲面面積で割った値です。面積は直径 d の平面円ではなく球面 π D h であり、閉じた形では 2P を π D と「D から D の二乗引く d の二乗の平方根を引いた量」の積で割ります。本ブリネル硬さ数計算は、加えた荷重・球直径・測定した圧痕直径を受け取り、任意の力・長さ単位をキログラム重とミリメートルへ換算し、HBW に加えて圧痕深さ、圧痕面積、標準試験条件の選定に用いる荷重対直径二乗比、ASTM 推奨の d 対 D 窓の判定を返します。学生は課題を照合し、鋳造・鍛造・熱処理の研究室は光学顕微鏡の読取りを表計算なしで HBW にします。

ブリネル硬さが表すものと求め方

Johan August Brinell は二十世紀初頭に球圧痕硬さ試験を導入し、鋼・鋳鉄・非鉄合金を永久塑性流れへの抵抗で一つの数に並べられるようにしました。直径 D の研磨した炭化物球を、所定の保持時間だけ一定荷重 P で試験片に押し込み、残った円形圧痕の平均直径 d を顕微鏡または光学スキャナで測ります。

硬さは、投影円ではなく、実際に球が触れた曲面の単位あたり荷重として定義されます。その面は深さ h が D から D の二乗引く d の二乗の平方根を引いた量の半分である球冠で、面積は π D h です。

P をその面積で割ると、よく知られた閉じた形、すなわち HBW が 2P を π D と括弧内「D から D の二乗引く d の二乗の平方根を引いた量」の積で割った値になります。P をキログラム重、両直径をミリメートルで表すと、数は歴史的な次元 kgf 毎平方ミリメートルを持ちます。

現行規格はタングステン炭化物球を示す W を付けて HBW と書き、末尾の単位を要求しません。ASTM E10 と ISO 6506 はさらに、圧痕がピンホール（直径誤差が爆発する）でも半球に近いクレーター（球が軟すぎるか荷重が合金に対して高すぎる）でもないよう、d を 0.24 D と 0.60 D の間に置くことを推奨します。

力対直径二乗の標準比 1、2.5、5、10、30 は、軟質アルミニウムから焼入れ鋼までその窓を到達可能に保ちます。本計算はその教科書・規格モデルそのものを実装します。単位換算、平方根ひとつ、除算、そして実験ノートが硬さ数の横に書く補助量の報告です。

既知の HBW を Rockwell や Vickers へは変換しません。それは別の検索であり、別の能力です。

ブリネル硬さの計算が役立つ場面

鋳造所・鍛造所・熱処理工場は、鋳物・ビレット・焼入れ焼戻し棒で、いまもブリネルを生産試験の主力に使います。十ミリメートル球は、Rockwell の点読みを散らす粒界や黒鉛を平均するからです。

検査員は光学直径をベンチ端末に打ち、投影円近似 P を π d 二乗の四分の一で割る表計算を黙って開かずに、HBW、F 対 D 二乗、d 対 D 窓の合否警告を必要とします。大学の材料実験と試験生成器は、ニュートンやインチも受け付ける球冠式の決定的オラクルを必要とし、平方根の恒等式を覚えていたかではなく測定と単位換算で採点します。

ブリネル硬さ数計算、圧痕径からの HBW、BHN の式、ASTM E10 硬さ計算で順位を取るコンテンツサイトは、有料自動化経路とバイト単位で一致する無料の実働ツールから恩恵を受けます。本ページは硬さスケール換算ではありません。すでに HBW があり HRC や HV が欲しいなら、それはスケール換算能力が担う別の問い合わせです。

無効入力は課金されません。

活用例

鋳造・熱処理現場の読取り

顕微鏡の圧痕直径・球サイズ・加えた荷重を、鋳造ロットや熱処理ロットを刻印する前に HBW、F/D²、推奨範囲フラグへ変換します。

よくある質問

ブリネル硬さ数はどのように計算しますか？

同等に HBW = P / A、ここで A = π D h は球冠面積、h = (D − √(D² − d²)) / 2 です。

圧痕が拒否されたのはなぜですか？

そうでなければ D² − d² が正にならず球冠が定義されません。

推奨される d/D の範囲は何ですか？

ASTM E10 と ISO 6506 は 0.24 ≤ d/D ≤ 0.60 を推奨します。

荷重と直径はどの単位で入力できますか？

荷重はkgf（初期値）、N、lbfから選べ、直径はmm（初期値）かインチで入力します。1 kgfは9.80665 N、1インチは25.4 mmとして換算されます。

HBW 10/3000という表記は何を意味しますか？

直径10 mmの超硬合金の球と3000 kgfの荷重で測った硬さであることを示します。Wは超硬合金の球を表し、どの結果にもこの表記が付きます。

開発者向け — APIアクセス

このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。

エンドポイント

POSThttps://api.kit.forhosting.com/eng/brinell-number

Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。

お使いのスタックから呼び出す

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/eng/brinell-number \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"load":3000,"ball_diameter":10,"indent_diameter":3.4}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/eng/brinell-number", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "load": 3000,
    "ball_diameter": 10,
    "indent_diameter": 3.4
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/eng/brinell-number",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "load": 3000,
    "ball_diameter": 10,
    "indent_diameter": 3.4
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/eng/brinell-number", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"load":3000,"ball_diameter":10,"indent_diameter":3.4}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"load":3000,"ball_diameter":10,"indent_diameter":3.4}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/eng/brinell-number", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

リクエスト例

{
  "load": 3000,
  "ball_diameter": 10,
  "indent_diameter": 3.4
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "eng.brinell_number",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。

料金

1リクエストあたり$0.002

単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。

エラー

HTTP	コード	意味
`401`	`unauthorized`	APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。
`402`	`insufficient_balance`	残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。
`404`	`unknown_type`	指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。
`429`	`rate_limited`	リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。

技術的な注記

無効入力は invalid_input で失敗し課金されません。

入力契約、単位、推奨範囲、応答フィールド

load（加えたブリネル力 P。ニュートンは 1 キログラム重が 9.80665 ニュートンという正確な関係で換算し、ポンド重は 1 lbf が 0.45359237 kgf です。インチは 1 インチが 25.4 ミリメートルです。計算例: 十ミリメートル球に三千キログラム重、圧痕 3.4 ミリメートル（d 対 D は 0.34、F 対 D 二乗は 30）で約 320.583 HBW、深さ約 0.298 ミリメートル、面積約 9.358 平方ミリメートルです。同じ十ミリメートル球に五百キログラム重、d が 4.2 ミリメートルは F 対 D 二乗が 5 の条件で、約 34.421 HBW を返します。推奨窓の外の読取りも計算します。旗とメッセージが、規格はそれを正式な有効試験とは扱わないことを示します。POST で、正の必須数を三つ含む JSON 本体を送ってください。別名 F, force, P, applied_load, load_force）、ball_diameter（圧子直径 D。別名 D, indenter_diameter, ball, ball_d, indenter）、indent_diameter（測定した平均圧痕直径 d。別名 d, impression_diameter, indentation, indentation_diameter, indent_d, impression）です。任意の load_unit は kgf（既定）、N、lbf の列挙です。任意の length_unit は mm（既定）または in の列挙で、両直径に適用します。フィールドは JSON 数でも数値文字列でも構いません。load、ball_diameter、indent_diameter の欠落、非正の値、未知の単位、球より小さくない圧痕は、問題を名指しして invalid_input で失敗し、課金されません。成功時は入力と解決済み単位をエコーし、load_kgf、ball_diameter_mm、indent_diameter_mm、続けて導出の indent_depth_mm、indent_area_mm2、load_diameter_ratio（P を D の二乗で割った値）、1、2.5、5、10、30 のうち最も近い standard_fd2、比 d_over_d、窓 0.24 から 0.60 の真偽 in_recommended_range、brinell_number、HBW 10/3000 のような designation、unit HBW、formula、method brinell_astm_e10、短いメッセージを返します。

ブリネル硬さ数 API が役立つ場面

品質システムのスクリプトは、クーポン写真の横で brinell_number と designation を継続的インテグレーションに固定できます。実装は純粋な parse の tier A のため、成功した各呼出しは公開済みの基本料金 $0.002 で、モデルトークンも外向きネットワークもありません。要求を小さく保ち、試験では丸めた brinell_number を固定すれば、計測パッケージを立てたり携帯硬さ計の未文書ファームウェアを信じたりせず、LMS プラグイン・エッジワーカー・現場キオスク向けに再現可能なブリネル数が得られます。

連携の活用例

課題と材料科学の実験

ニュートンやインチ入力も含め、ASTM E10 の球冠式を、無料ブラウザウィジェットと同じ純粋モジュールで教科書問題と照合します。

品質自動化と LMS 採点

決定的 API を呼び、ブリネル数の設問を採点したり、表計算なしで生産試験スクリプトに HBW と designation HBW D/P を固定したりします。

技術的な質問

荷重と直径にはどの単位を使えばよいですか。

式は kgf と mm で評価します。load_unit に kgf（既定）、N、lbf を、length_unit に mm（既定）または in を送ってください。応答は常に換算済みの load_kgf、ball_diameter_mm、indent_diameter_mm をエコーします。

ブリネル硬さ数の計算はいくらかかりますか。

ブラウザの用具は無料です。API 要求は成功した呼出しごとに前払い KIT 残高から $0.002 です。無効入力は課金されません。

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