2019年7月1日の法改正により名称が変わりました。まえがきを除き，本規格中の「日本工業規格」を「日本産業規格」に読み替えてください。
2
Z 2251：2009
図1−試験の原理及び圧子の形状
図2−ヌープくぼみ
ヌープ硬さは，試験力を，底面がひし形の圧子と同じと仮定したくぼみの投影面積で除した値に比例す
る。
4
記号及び内容
記号及びその内容は，表1，図1及び図2による。
ヌープ硬さの表示は，次の例による。
2019年7月1日の法改正により名称が変わりました。まえがきを除き，本規格中の「日本工業規格」を「日本産業規格」に読み替えてください。
Z 2251：2009
目
次
ページ
序文 ··································································································································· 1
1 適用範囲 ························································································································· 1
2 引用規格 ························································································································· 1
3 原理······························································································································· 1
4 記号及び内容 ··················································································································· 2
5 装置······························································································································· 3
6 試料（試験片） ················································································································ 3
7 試験······························································································································· 4
8 測定結果の不確かさ ·········································································································· 5
9 試験報告書 ······················································································································ 5
附属書A（参考）使用者による試験機の日常点検 ······································································· 6
附属書B（規定）硬さ値表 ····································································································· 7
附属書JA（参考）JISと対応する国際規格との対比表 ································································ 29
（1）
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Z 2251：2009
まえがき
この規格は，工業標準化法第14条によって準用する第12条第1項の規定に基づき，社団法人日本鉄鋼
連盟(JISF)から，工業標準原案を具して日本工業規格を改正すべきとの申出があり，日本工業標準調査会の
審議を経て，経済産業大臣が改正した日本工業規格である。これによって，JIS Z 2251:1998は改正され，
この規格に置き換えられた。
この規格は，著作権法で保護対象となっている著作物である。
この規格の一部が，特許権，出願公開後の特許出願，実用新案権又は出願公開後の実用新案登録出願に
抵触する可能性があることに注意を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会は，このような特許
権，出願公開後の特許出願，実用新案権及び出願公開後の実用新案登録出願にかかわる確認について，責
任はもたない。
（2）
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日本工業規格
JIS
Z 2251：2009
ヌープ硬さ試験−試験方法
Knoop hardness test−Test method
序文
この規格は，2005年に第1版として発行されたISO 4545-1及びISO 4545-4を基に作成した日本工業規
格であるが，技術的内容を変更して作成した日本工業規格である。
なお，この規格で側線又は点線の下線を施してある箇所は，対応国際規格にはない事項である。変更の
一覧表にその理由を付けて，附属書JAに示す。
1
適用範囲
この規格は，0.098 07 N以上，19.614 N以下の試験力による金属材料のヌープ硬さ試験方法について規
定する。0.020 mm以上のくぼみの対角線長さに適用することが望ましい。
注記 この規格の対応国際規格及びその対応の程度を表す記号を，次に示す。
ISO 4545-1:2005，Metallic materials−Knoop hardness test−Part 1: Test method
ISO 4545-4:2005，Metallic materials−Knoop hardness test−Part 4: Table of hardness values
（全体評価MOD）
なお，対応の程度を表す記号(MOD)は，ISO/IEC Guide 21に基づき，修正していることを示
す。
2
引用規格
次に掲げる規格は，この規格に引用されることによって，この規格の規定の一部を構成する。これらの
引用規格は，その最新版（追補を含む。）を適用する。
JIS B 7734 ヌープ硬さ試験−試験機の検証
注記 この規格の改正時点では，JIS B 7734は，ISO 4546:1993に対応したものであるが，ISO 4546
は改正され，ISO 4545-2として2005年版が発行されている。
ISO 4545-3，Metallic materials−Knoop hardness test−Part 3: Calibration of reference blocks
3
原理
対りょう（稜）角（α及びβ）が172.5°及び130°で底面がひし形のダイヤモンド圧子を，試料（試験
片）の表面に押し込み，その試験力Fを解除した後，表面に残ったくぼみの長い方の対角線長さdを測定
する（図1及び図2参照）。
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2
Z 2251：2009
図1−試験の原理及び圧子の形状
図2−ヌープくぼみ
ヌープ硬さは，試験力を，底面がひし形の圧子と同じと仮定したくぼみの投影面積で除した値に比例す
る。
4
記号及び内容
記号及びその内容は，表1，図1及び図2による。
ヌープ硬さの表示は，次の例による。
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3
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例
640 HK 0.1 /20
試験力の保持時間（20 s）。ただし，規定の保持時間範囲（10 s〜15 s）
と異なる場合に記載する。
試験力を表す数字。ここでは，1 kgf = 9.806 65 N
硬さ記号
ヌープ硬さの値
表1−記号及びその内容
記号
内容
試験力，N
長い方の対角線の長さ，mm
圧子定数（くぼみの投影面積と長い方の対角線長さの二乗との関係）
，理想的には，c = 0.070 28
ここに，α及びβは，ダイヤモンド圧子のそれぞれの対りょうの角（図1参照）。
ヌープ硬さ = 定数 × 試験力 ／ くぼみの投影面積
注記 定数＝0.102≈
，ここで，9.806 65は，kgfからNへの変換係数
5
装置
5.1
試験機 試験機は，JIS B 7734による。また，試験力が0.098 07 Nから19.614 N の範囲であらかじ
め決められた試験力を負荷できるものとする。
5.2
圧子 圧子は，JIS B 7734に規定する形状がひし形の四角すい（錐）ダイヤモンドとする。
5.3
測定装置 測定装置は，JIS B 7734による。
測定装置の光学部は，ケーラー照明をもつものがよい（ISO 4545-3 Annex A 参照）。
倍率は，長い方の対角線が視野の25 %を超え75 %未満となるようにするのがよい。
測定装置は，対角線の長さを0.1 μm単位で記録できるものがよい。
注記 使用者による試験機の点検の推奨方法を，附属書Aに示す。
6
試料（試験片）
試料（試験片）は，次による。
a) 試料（試験片）は，研磨された滑らかな表面をもち，さび及び異物がなく，特に材料規格で規定のな
い限り，潤滑油を完全に除去しなければならない。くぼみの対角線長さが正確に測定できるように表
面を仕上げる。
b) 試料（試験片）の調製は，例えば過熱，冷間加工などでの表面の硬さ変化を最小限にとどめる方法で
行わなければならない。
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4
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c) ヌープ硬さのくぼみは，小さいので，調製中，細心の注意を払う必要がある。測定する材料に適した
研磨，又は電解研磨を用いるのがよい。
d) 試験後の試料（試験片）の裏面には，変形が認められてはならない。
e) 断面の小さな試料（試験片）又は複雑な形状の試料（試験片）には，樹脂に埋め込むなどの特殊な保
持具を用いるとよい。試料（試験片）を埋め込む材料によって適切に保持し，試験力を加えている間，
試料（試験片）が動かないようにする。
7
試験
試験は，次による。
a) 試験温度は，通常，23 ℃±5 ℃の範囲内とする。この範囲外で行う場合には，試験報告書に記載しな
ければならない。
b) 試験力は，表2の規定値によるのが望ましい。
c) 試料（試験片）は，堅固な支持台の上に載せ，支持台の表面は，異物（スケール，油，汚れなど）の
ない状態にしておく。試料（試験片）は，しっかりと固定し，試験中にずれないようにすることが重
要である。
d) 試料（試験片）の表面が観察できるように，顕微鏡の焦点を合わせる。
e) 圧子を試験面と接触させてから，その面に対して垂直の方向に試験力を加える。そのとき，衝撃及び
振動がないようにして，規定の試験力に到達させる。圧子の接近速度は，15 μm/s〜70 μm/sとする。
試験力をかけ始めて規定の試験力に到達するまでの時間は，10 sを超えないようにする。
f)
試験力の保持時間は，特に規定のない限り，10 s〜15 sとする。ある材料では，安定した結果を得る
ためには，試験力の保持時間を長くすることが必要な場合がある。この場合には，保持時間の許容範
囲を±2 sとする。
g) 試験中，試験機は衝撃及び振動を受けないようにする。
h) くぼみの境界（くぼみの先端）から試料（試験片）の縁までの距離は，短い方のくぼみの対角線長さ
の3倍以上とする（表3参照）。
表2−試験力
硬さ記号
注a) SI単位ではない。
i)
試験力の値，F
参考 およその等価なkgf a)
短い方の対角線方向に並んだ隣り合うくぼみの境界（くぼみの対角線の先端）の距離は，短い方の対
角線長さの2.5倍以上とする。長い方の対角線方向に並んだ隣り合うくぼみの境界（くぼみの対角線
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の先端）の距離は，長い方の対角線長さの1倍以上とする（表3参照）。隣り合うくぼみの対角線の長
さが，異なる場合には，長い方の対角線長さをもとにする。
表3−くぼみの位置
距離の区分
隣り合うくぼみの対角線の先端間の距離
くぼみの対角線の先端から試験片の縁までの距離
注a) dsは，短い方の対角線長さを示す。
j)
対角線の方向
短い方
2.5 ds a)以上
長い方
1 d以上
3 ds以上
長い方の対角線長さを測定し，ヌープ硬さの計算に用いる。くぼみの形状が顕微鏡の視野の中で明り
ょうに判別できるものとする。
k) ヌープ硬さの値は，表1の式によって計算するか，又は表B.1を用いて求める。
l)
長い方の対角線の片側半分の長さが，他の半分の長さに対して10 %以上異なる場合には，支持台の面
と試料（試験片）の面との平行を調査し，最終的には，圧子と試料（試験片）とのアライメントを調
査する。この対角線の長さの差が10 %を超えている場合には，試験結果を無効にすることが望ましい。
8
測定結果の不確かさ
不確かさの完全な評価は，“計測における不確かさの表現のガイド (GUM)[1]”に従って行うことが望ま
しい。要因のタイプには関係なく，硬さの不確かさの評価は，次の二つの方法によって行うことができる。
a) 直接検証にかかわるすべての要因の評価を基にする方法（EAガイドライン[2]が，参考になる。）。
b) 硬さ基準片（認証標準物質）を使用した間接検証を基にする方法（[2]〜[5]を参照）。
注記 ISO 4545-1の附属書B（参考）に不確かさを求めるためのガイドラインが記載されている。
9
試験報告書
試験報告書が必要な場合には，報告する事項は，次のうちから受渡当事者間の協定によって選択する。
a) この規格によって試験した旨の表示
b) 試料（試験片）の識別に必要な表示
c) 試験結果
d) この規格に規定されていない作業，又は任意とみなされているすべての作業
e) 結果に影響を及ぼしたかもしれないことがあれば，その詳細
f)
試験の温度［箇条7のa)に規定した範囲外の場合］
ヌープ硬さを他の硬さ及び引張強さに正確に換算する一般的な方法はないため，そのような換算は，比
較試験によって信頼できる換算基準が得られない限り避ける。
注記 硬さ値の厳密な比較は，同一の試験力でだけ可能である。
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附属書A
（参考）
使用者による試験機の日常点検
序文
この附属書は，本体及び附属書（規定）について補足するものであって，規定の一部ではない。
試験機を使用する日ごとに，使用するおよその硬さのレベル又は硬さの範囲で点検を行うのが望ましい。
測定系については，ISO 4545-3に従って校正された基準片の基準くぼみを使用して（それぞれの硬さの
範囲又は硬さのレベルに対して）間接検証をしていることが望ましい。測定した値と基準片の認証値との
差異は，認証値の0.5 %又は0.4 μmの大きい方の値以下であればよい。測定系がこの試験に合格しない場
合には，適切な対応を行うのがよい。
点検は，ISO 4545-3によって校正された基準片に対して少なくとも一つ以上のくぼみを作ることを含め
る。測定した値と基準片の認証値との差が，ISO 4545-2:2005 [6]の5.8に規定する誤差の許容差内であれば，
試験機は，必要条件を満たしているとみなす。許容差を超えていれば，間接検証を行うことが望ましい。
これらの結果の記録は，一定の期間保持し，再現性の測定及び試験機の偏り（ドリフト）の監視に使用
することが望ましい。
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Z 2251：2009
附属書B
（規定）
硬さ値表
B.1
適用範囲
この附属書は，表面が平たんな試料（試験片）に本体の規定に従って行った試験において使用するヌー
プ硬さ値の計算表について規定する。
B.2
計算
表B.1のヌープ硬さの値は，次の式によって計算する。
試験力
a)
HK
= 定数×
くぼみの面積
=
.0
102
×
ここに，
F
F
F
=
.0
102
×
=
.1
451
×
2
2
cd
.0
070 28
d
d
2
HK： ヌープ硬さ
F： 試験力（N）
d： くぼみの対角線長さ（mm）
c： 圧子定数（表1参照）
注a) 表1参照
表B.1は，圧子の対角線長さdが0.020 mmから0.200 mmの範囲を示す。
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Z 2251：2009
表B.1−ヌープ硬さ値
くぼみの
対角線
長さ
試験力 (N)
ヌープ硬さ
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表B.1−ヌープ硬さ値（続き）
くぼみの
対角線
長さ
試験力 (N)
ヌープ硬さ
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Z 2251：2009
表B.1−ヌープ硬さ値（続き）
くぼみの
対角線
長さ
試験力 (N)
ヌープ硬さ
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Z 2251：2009
表B.1−ヌープ硬さ値（続き）
くぼみの
対角線
長さ
試験力 (N)
ヌープ硬さ
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Z 2251：2009
表B.1−ヌープ硬さ値（続き）
くぼみの
対角線
長さ
試験力 (N)
ヌープ硬さ
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表B.1−ヌープ硬さ値（続き）
くぼみの
対角線
長さ
試験力 (N)
ヌープ硬さ
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表B.1−ヌープ硬さ値（続き）
くぼみの
対角線
長さ
試験力 (N)
ヌープ硬さ
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表B.1−ヌープ硬さ値（続き）
くぼみの
対角線
長さ
試験力 (N)
ヌープ硬さ
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表B.1−ヌープ硬さ値（続き）
くぼみの
対角線
長さ
試験力 (N)
ヌープ硬さ
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表B.1−ヌープ硬さ値（続き）
くぼみの
対角線
長さ
試験力 (N)
ヌープ硬さ
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くぼみの
対角線
長さ
試験力 (N)
ヌープ硬さ
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対角線
長さ
試験力 (N)
ヌープ硬さ
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長さ
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対角線
長さ
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対角線
長さ
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表B.1−ヌープ硬さ値（続き）
くぼみの
対角線
長さ
試験力 (N)
ヌープ硬さ
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表B.1−ヌープ硬さ値（続き）
くぼみの
対角線
長さ
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表B.1−ヌープ硬さ値（続き）
くぼみの
対角線
長さ
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表B.1−ヌープ硬さ値（続き）
くぼみの
対角線
長さ
試験力 (N)
ヌープ硬さ
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表B.1−ヌープ硬さ値（続き）
くぼみの
対角線
長さ
試験力 (N)
ヌープ硬さ
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表B.1−ヌープ硬さ値（続き）
くぼみの
対角線
長さ
試験力 (N)
ヌープ硬さ
参考文献
[1] GUM: Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement, BIPM /IEC / IFCC / ISO / OIML / IUPAC /
IUPAP, 1995
[2] EA 10-16, Guidelines on the estimation of Uncertainty in Hardness Measurements, 2001
[3] GABAUER, W., Manual of codes of practice for the determination of uncertainties in mechanical tests on
metallic materials, The estimation of uncertainties in hardness measurements, Project, No. SMT4-CT97-2165,
UNCERT COP 14:2000
[4] GABAUER, W. and BINDER, O., Abschätzung der Messunsicherheit in der Härteprüfung unter Verwendung
der indirekten Kalibriermethode, DVM Werkstoffprüfung, Tagungsband, 2000, pp.255-261
[5] POLZIN, T. and SCHWENK, D., Method for Uncertainty Determination of Hardness Testing; PC file for
Determination, Materialprüfung 44,(2002), 3, pp.64-71
[6] ISO 4545-2:2005, Metallic materials−Knoop hardness test−Part 2: Verification and calibration of testing
machines
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附属書JA
（参考）
JISと対応する国際規格との対比表
JIS Z 2251 : 2009 ヌープ硬さ試験−試験方法
(Ⅰ)JISの規定
国際規格
番号
(Ⅲ)国際規格の規定
箇条番号
(Ⅳ)JISと国際規格との技術的差異の箇条
ごとの評価及びその内容
箇条番号
及び名称
内容
内容
箇条ごと
の評価
1 適用範
囲
試験力0.098 07〜
19.614 Nのヌープ硬
さの試験方法に適
用。
くぼみ対角線長さ
0.020 mm以上を推
奨。
JISと同じ
一致
3 原理
試験方法の原理を記
載。くぼみの長手方
向の対角線長さを測
定。
JISと同じ
一致
4 記号及
び内容
記号の内容と硬さ表
示の方法を規定。
試験機は，JIS B
7734に適合するも
の。
JISと同じ
一致
JISと同じ
一致
JISと同じ
一致
(Ⅴ)JISと国際規格との技術的差異
の理由及び今後の対策
技術的差異の内容
2 引用規
格
5.2 圧子
5 装置
5.1 試験
機
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5.3 測定
装置
6 試料（試
験片）
7 試験
8 測定結
果の不確
かさ
9 試験報
告書
附属書A
附属書B
内容
測定装置は，JIS B ISO
7734に規定するも 4545-1
の。顕微鏡の倍率は，
視野が25 %を超え
75 %未満になるよ
うにする。
試料の表面条件，研
磨方法，厚さの規定
並びに小さな試料及
び複雑な形状の試料
の取扱いについて記
載。
試験温度，推奨試験
力，圧子の接近速度，
保持時間，くぼみ間
の位置及び硬さ値の
求め方を規定。
GUMに従うこと， ISO
並びに直接検証及び
間接検証の二つの方
法があることを記
載。
報告項目を記載。受
渡当事者間で項目選
択を可。
使用者による試験機
の日常点検
硬さ値表
(Ⅳ)JISと国際規格との技術的差異の箇条
ごとの評価及びその内容
(Ⅲ)国際規格の規定
箇条番号
内容
箇条ごと
の評価
JISと同じ
一致
JISと同じ
一致
JISと同じ
追加
JISと同じ
一致
報告項目はJISと同じ。
受渡当時者間の協定によ
る選択可の記載なし。
追加
附属書A
一致
一致
(Ⅴ)JISと国際規格との技術的差異
の理由及び今後の対策
技術的差異の内容
顕微鏡の推奨視野範囲（25 %を
超え75 %未満）は，5.3と重複
するので削除している。文章の
意味が分かりやすいように表3
を追加。
重複して記載されているのは，ISO
のミスであり，修正を提案する。
技術的な差異はない。
基本的な差異はないと考えられる。
箇条番号
及び名称
国際規格
番号
(Ⅰ)JISの規定
2019年7月1日の法改正により名称が変わりました。まえがきを除き，本規格中の「日本工業規格」を「日本産業規格」に読み替えてください。
JISと国際規格との対応の程度の全体評価：（ISO 4545-1:2005，ISO 4545-4:2005，MOD）
注記1 箇条ごとの評価欄の用語の意味は，次による。
− 一致 ·················· 技術的差異がない。
− 追加 ·················· 国際規格にない規定項目又は規定内容を追加している。
注記2 JISと国際規格との対応の程度の全体評価欄の記号の意味は，次による。
− MOD ················· 国際規格を修正している。
