Darmowe narzędzie inżynieryjne
Konwerter twardości
Konwersja między skalami twardości Rockwell HRC, Brinell HB, Vickers HV i Rockwell HRB. Na podstawie danych konwersji ASTM E140 z interpolacją liniową.
Wyniki
Zakres HRC (stale hartowane)
| HRC | HV | HB | Rm (MPa) |
|---|---|---|---|
| 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 | — | — |
Zakres HRB (miększe stale)
| HRB | HV | HB | Rm (MPa) |
|---|---|---|---|
| 60 | 107 | 105 | ~362 |
| 70 | 120 | 118 | ~407 |
| 80 | 141 | 138 | ~476 |
| 90 | 171 | 166 | ~573 |
| 100 | 210 | 202 | ~697 |
ℹ️ Uwaga: Wartości między wpisami w tabeli obliczane są metodą interpolacji liniowej. Wartości HB powyżej HRC 55 zazwyczaj nie są mierzone (materiał zbyt twardy dla wgłębnika kulkowego). Szacunki wytrzymałości na rozciąganie dotyczą wyłącznie stali węglowych i stopowych.
Twardość Rockwella (HRC / HRB)
Test Rockwella mierzy głębokość penetracji przy dużym obciążeniu w porównaniu z obciążeniem wstępnym. Jest to szybkie, łatwe i powszechnie stosowane w produkcji.
- HRC — Wgłębnik stożkowy diamentowy (Brale), obciążenie główne 150 kgf. Zakres: 20–70 HRC. Do stali hartowanych.
- HRB — Kulka stalowa 1/16″, obciążenie główne 100 kgf. Zakres: 20–100 HRB. Do miękkich stali, mosiądzu i aluminium.
Twardość Vickersa (HV)
Wykorzystuje wgłębnik w kształcie piramidy diamentowej o zmiennym obciążeniu (1–120 kgf). Mierzy przekątna wcięcia. Nadaje się do wszystkich twardości, od bardzo miękkiej do bardzo twardej.
Twardość Brinella (HB)
Używa kulki z węglika wolframu o średnicy 10 mm i obciążeniu 3000 kgf (dla stali). Mierzy średnica wgłębienia. Najlepiej nadaje się do materiałów gruboziarnistych, np. odlewów.
Przybliżona wytrzymałość na rozciąganie
⚠️ Ważne: Zależność Rm ≈ 3,45 × HB jest przybliżona i obowiązuje tylko dla stali węglowych i stopowych o twardości ~100–400 HB. Nie stosować do stali nierdzewnych, żeliw, metali nieżelaznych ani stali hartowanych o twardości powyżej ~55 HRC.
Przykład praktyczny
Biorąc pod uwagę: Zmierzona twardość = 45 HRC
Z tabeli ASTM E140: HRC 45 ≈ HV 458 ≈ HB 421
Szacowana wytrzymałość na rozciąganie: Rm ≈ 3,45 × 421 = ~1452 MPa
Każda skala twardości wykorzystuje inny wgłębnik i inne obciążenie:
- HRC (Rockwell C) — Stożek diamentowy, obciążenie 150 kgf. Do stali hartowanych (20–70 HRC).
- HRB (Rockwell B) — Kulka stalowa/węglikowa 1/16", obciążenie 100 kgf. Do miększych stopów (20–100 HRB).
- HV (Vickers) — Ostrosłup diamentowy, zmienne obciążenie. Uniwersalny zakres, bardzo wysoka dokładność.
- HB (Brinell) — Kulka z węglika spiekanego 10 mm, obciążenie 3000 kgf. Do odlewów i odkuwek o niejednorodnej strukturze.
Ogólne wytyczne doboru skali:
- HRC — Stale ulepszane cieplnie i hartowane, stale narzędziowe, elementy nawęglane
- HRB — Stale wyżarzane, mosiądz, stopy aluminium, miększe metale
- HV — Cienkie blachy, powłoki, mikrotwardość, szeroki zakres materiałów
- HB — Odlewy, odkuwki, półfabrykaty hutnicze, badanie strefy wpływu ciepła (SWC) spoin
W razie wątpliwości stosuj skalę HRC dla stali hartowanych oraz HV dla pozostałych zastosowań.
Poszczególne metody pomiaru twardości mierzą nieco inne cechy fizyczne materiału:
- Metoda Rockwella mierzy głębokość trwałego wniknięcia wgłębnika
- Metoda Vickersa mierzy pole powierzchni odcisku na podstawie przekątnych
- Metoda Brinella mierzy średnicę czaszy odcisku kulki
Ponieważ są to fundamentalnie różne pomiary odkształcenia plastycznego, zależności między nimi mają charakter empiryczny (doświadczalny), a nie ściśle matematyczny. Wyniki zależą od gatunku metalu, mikrostruktury oraz stanu obróbki cieplnej.
Norma ASTM E140 (oraz ISO 18265) podaje uznane tabele przeliczeniowe oparte na szeroko zakrojonych badaniach stali węglowych i stopowych.
Dla stali węglowych i niskostopowych przybliżona zależność wynosi:
- Rm (MPa) ≈ 3,45 × HB
- Rm (psi) ≈ 500 × HB
Wzór ten zachowuje dobrą dokładność w zakresie około 100–400 HB. Powyżej twardości ~55 HRC zależność ta przestaje obowiązywać ze względu na wzrost kruchości materiału.
Nie należy stosować tego przelicznika dla stali nierdzewnych austenitycznych, żeliw, metali nieżelaznych ani materiałów o nietypowej mikrostrukturze.
Rockwell (ASTM E18): Przyłożenie obciążenia wstępnego (10 kgf), a następnie obciążenia głównego (60/100/150 kgf). Pomiar przyrostu głębokości odcisku. Szybka metoda (~10s), minimalne przygotowanie powierzchni.
Vickers (ASTM E92/E384): Wciśnięcie ostrosłupa diamentowego o kącie 136° w powierzchnię próbki. Pomiar obu przekątnych odcisku pod mikroskopem. Bardzo precyzyjna metoda, obejmuje zakres od mikrotwardości (HV 0.01) do makrotwardości (HV 120).
Brinell (ASTM E10): Wciśnięcie kulki 10 mm z siłą 3000 kgf (dla stali). Pomiar średnicy odcisku. Uśrednia twardość na dużej powierzchni — idealna metoda dla materiałów niejednorodnych, takich jak odlewy.
Procedury opisane na tej stronie zostały opracowane i przetestowane w warunkach terenowych przez zespół Vibromera przy użyciu urządzenia Balanset-1A, przenośnego dwukanałowego balansera i analizatora drgań do wyważania wirników na miejscu.
Profesjonalne urządzenia i oprogramowanie do wyważania w terenie. Używane w ponad 50 krajach.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko jest inżynierem analizy wibracji oraz założycielem i prezesem firmy Vibromera. Od ponad 15 lat wyważa maszyny wirujące w terenie, a nie na stanowisku badawczym: mulczery, wentylatory przemysłowe, kruszarki, wirówki, wały i wrzeciona. To właśnie z tej pracy wyrosły przyrządy Balanset — zaprojektowano je jako narzędzie, które specjalista może zabrać do maszyny i obsłużyć samodzielnie, na miejscu, a nie jako sprzęt laboratoryjny. Vibromera powstała w 2017 roku, a od 2023 roku ma siedzibę w Porto w Portugalii. Tutaj odbywają się prace rozwojowe, montaż i wsparcie linii Balanset. Flagowym przyrządem jest Balanset-1A, przenośny analizator do wyważania w jednej i w dwóch płaszczyznach oraz do diagnostyki wibracji. Nikolai osobiście uczestniczy we wsparciu klientów, w rozwiązywaniu trudnych przypadków wyważania i w rozwoju oprogramowania. Pracuje z klientami na całym świecie, w każdym języku.
