تفاوت بین مقیاسهای سختی سنجی چیست؟

HRC (راکول C) از یک فرورونده مخروطی الماسی با نیروی 150 کیلوگرم نیرو استفاده میکند که برای فولادهای سختشده (20-70 HRC) مناسب است. HRB (راکول B) از یک گلوله فولادی 1/16 اینچی با نیروی 100 کیلوگرم نیرو برای مواد نرمتر (20-100 HRB) استفاده میکند. HV (ویکرز) از یک هرم الماسی با نیروی متغیر استفاده میکند که برای همه محدودهها مناسب است. HB (برینل) از یک گلوله کاربیدی 10 میلیمتری با نیروی 3000 کیلوگرم نیرو استفاده میکند که برای ریختهگری و فولادهای نرمتر بهترین گزینه است.

چه زمانی باید از کدام مقیاس سختی استفاده کنم؟

برای فولادهای سخت شده و تمپر شده بالای ~20 HRC از HRC استفاده کنید. برای فولادهای آنیل شده و نرم تر زیر ~100 HRB از HRB استفاده کنید. برای مواد نازک، پوشش ها، سطوح سخت شده سطحی و هنگامی که طیف وسیعی مورد نیاز است، از HV استفاده کنید. برای ریخته گری، آهنگری و هنگامی که یک منطقه آزمایش بزرگ قابل قبول است، از HB استفاده کنید.

چرا تبدیل سختی تقریبی است؟

آزمایشهای سختی مختلف از فروروندهها، بارها و روشهای اندازهگیری متفاوتی استفاده میکنند. رابطه بین مقیاسها صرفاً ریاضی نیست، بلکه تجربی است و بر اساس آزمایش نمونههای زیادی از مواد به دست میآید. ASTM E140 جداول تبدیل پذیرفته شدهای را ارائه میدهد، اما تبدیلهای دقیق به ماده خاص، شرایط و ریزساختار آن بستگی دارد.

چگونه میتوانم استحکام کششی را از روی سختی تخمین بزنم؟

برای فولادهای کربنی و آلیاژی، یک تقریب رایج Rm (MPa) ≈ 3.45 × HB است. این یک تخمین تقریبی است که برای فولادهایی در محدوده تقریبی 100-400 HB معتبر است. برای فولادهای ضد زنگ، فلزات غیر آهنی یا فولادهای بسیار سخت، این رابطه به طور دقیق اعمال نمیشود.

این مقیاسها از چه روشهای آزمایشی استفاده میکنند؟

راکول (HRC/HRB): عمق فرورفتگی را تحت بار مشخص اندازهگیری میکند. سریع و قابل حمل. ویکرز (HV): قطر فرورفتگی هرم الماس را تحت بار متغیر اندازهگیری میکند. بسیار دقیق، برای همه محدودههای سختی کار میکند. برینل (HB): قطر فرورفتگی یک ساچمه را تحت بار زیاد اندازهگیری میکند. برای میانگینگیری در سطوح بزرگتر (ریختهگری، جوش) مناسب است.

ابزار مهندسی رایگان

مبدل سختی

تبدیل بین مقیاس‌های سختی Rockwell HRC، Brinell HB، Vickers HV و Rockwell HRB. بر اساس داده‌های تبدیل ASTM E140 با درون‌یابی خطی.

استاندارد ASTM E140 HRC ↔ HB ↔ HV استحکام کششی

نتایج

HRC (راکول سی)

—

HRC (راکول سی)

—

اچ‌بی (برینل)

—

اچ وی (ویکرز)

—

اچ آر بی (راکول بی)

—

مقاومت کششی تقریبی Rm (فولاد)

—

Rm ≈ 3.45 × HB (تقریبی، برای فولادهای کربنی و آلیاژی)

محدوده HRC (فولادهای سخت شده)

HRC	اچ وی	اچ بی	Rm (مگاپاسکال)
20	238	228	~787
25	255	243	~838
30	279	266	~918
35	331	311	~1073
40	392	360	~1242
45	458	421	~1452
50	542	484	~1670
55	595	544	~1877
60	697	—	—
65	832	—	—

محدوده HRB (فولادهای نرم‌تر)

اچ آر بی	اچ وی	اچ بی	Rm (مگاپاسکال)
60	107	105	~362
70	120	118	~407
80	141	138	~476
90	171	166	~573
100	210	202	~697

ℹ️ توجه: مقادیر بین ورودی‌های جدول با استفاده از درون‌یابی خطی محاسبه می‌شوند. مقادیر HB بالاتر از HRC 55 معمولاً اندازه‌گیری نمی‌شوند (ماده برای فرورونده ساچمه‌ای خیلی سخت است). تخمین‌های مقاومت کششی فقط برای فولادهای کربنی و آلیاژی اعمال می‌شود.

سختی راکول (HRC / HRB)

آزمایش راکول اندازه‌گیری می‌کند عمق نفوذ تحت بار زیاد در مقایسه با پیش بارگذاری. سریع، آسان و به طور گسترده در تولید استفاده می‌شود.

HRC — فرورونده مخروطی الماسی (بریل)، بار اصلی ۱۵۰ کیلوگرم نیرو. محدوده: ۲۰ تا ۷۰ راکول آر سی. برای فولادهای سخت شده.
اچ آر بی — ساچمه فولادی ۱/۱۶ اینچی، بار اصلی ۱۰۰ کیلوگرم نیرو. محدوده: ۲۰ تا ۱۰۰ HRB. برای فولادهای نرم‌تر، برنج، آلومینیوم.

سختی ویکرز (HV)

از یک فرورونده هرمی الماسی با بار متغیر (۱ تا ۱۲۰ کیلوگرم نیرو) استفاده می‌کند. قطر مورب فرورفتگی. برای همه محدوده‌های سختی از خیلی نرم تا خیلی سخت کار می‌کند.

سختی برینل (HB)

از یک ساچمه کاربید تنگستن 10 میلی‌متری با بار 3000 کیلوگرم نیرو (برای فولاد) استفاده می‌کند. قطر فرورفتگی. بهترین گزینه برای مواد دانه درشت مانند قطعات ریخته‌گری شده.

تقریب مقاومت کششی

⚠️ نکته مهم: رابطه Rm ≈ 3.45 × HB تقریبی است و فقط برای فولادهای کربنی و آلیاژی در محدوده ~100-400 HB معتبر است. برای فولادهای ضد زنگ، چدن‌ها، فلزات غیرآهنی یا فولادهای سخت شده بالاتر از ~55 HRC استفاده نکنید.

مثال عملی

مثال - فولاد کوئنچ و تمپر شده

با توجه به: سختی اندازه‌گیری شده = 45 HRC

از جدول ASTM E140: HRC 45 ≈ HV 458 ≈ HB 421

استحکام کششی تخمینی: Rm ≈ 3.45 × 421 = حدود ۱۴۵۲ مگاپاسکال