Бесплатный инженерный инструмент
Конвертер единиц измерения твёрдости
Конвертация между шкалами твердости Роквелла HRC, Бринелля HB, Виккерса HV и Роквелла HRB. На основе данных конвертации по стандарту ASTM E140 с использованием линейной интерполяции.
Результаты
Серия HRC (закаленные стали)
| HRC | HV | HB | Rm (МПа) |
|---|---|---|---|
| 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 | — | — |
Серия HRB (более мягкие стали)
| HRB | HV | HB | Rm (МПа) |
|---|---|---|---|
| 60 | 107 | 105 | ~362 |
| 70 | 120 | 118 | ~407 |
| 80 | 141 | 138 | ~476 |
| 90 | 171 | 166 | ~573 |
| 100 | 210 | 202 | ~697 |
ℹ️ Примечание: Значения, лежащие между записями в таблице, рассчитываются с помощью линейной интерполяции. Значения HB выше 55 по шкале HRC, как правило, не измеряются (материал слишком твердый для шарикового индентора). Оценки предела прочности при растяжении применимы только к углеродистым и легированным сталям.
Твёрдость по Роквеллу (HRC / HRB)
Тест Роквелла измеряет глубина проникновения при значительной нагрузке по сравнению с предварительной нагрузкой. Этот метод быстр, прост и широко применяется в производстве.
- HRC — Индэнтер с алмазным конусом (Brale), основная нагрузка 150 кгс. Диапазон: 20–70 HRC. Для закаленных сталей.
- HRB — Стальной шарик диаметром 1/16 дюйма, максимальная нагрузка 100 кгс. Диапазон: 20–100 HRB. Для мягких сталей, латуни, алюминия.
Твёрдость по Виккерсу (HV)
Использует алмазный пирамидальный индентор с регулируемой нагрузкой (1–120 кгс). Измеряет диагональ вмятины. Подходит для всех уровней твердости — от очень мягких до очень твердых.
Твёрдость по Бринеллю (HB)
Используется шарик из карбида вольфрама диаметром 10 мм с усилием 3000 кгс (для стали). Измеряет диаметр вмятины. Идеально подходит для материалов с крупнозернистой структурой, таких как отливки.
Оценка предела прочности на разрыв
⚠️ Важно: Зависимость Rm ≈ 3,45 × HB является приблизительной и применима только к углеродистым и легированным сталям в диапазоне ~100–400 HB. Не следует использовать для нержавеющих сталей, чугунов, цветных металлов или закаленных сталей с твердостью выше ~55 HRC.
Практический пример
Дано: Измеренная твердость = 45 HRC
Из таблицы ASTM E140: HRC 45 ≈ HV 458 ≈ HB 421
Расчетная прочность на разрыв: Rm ≈ 3,45 × 421 = ~1452 МПа
Каждая шкала использует свой тип индентора и испытательную нагрузку:
- HRC (Роквелл, шкала C) — Алмазный конус, нагрузка 150 kgf. Для закалённых сталей (20–70 HRC).
- HRB (Роквелл, шкала B) — Стальной шарик 1/16", нагрузка 100 kgf. Для более мягких сплавов (20–100 HRB).
- HV (Виккерс) — Алмазная пирамида, переменная нагрузка. Универсальный диапазон, высокая точность.
- HB (Бринелль) — Твердосплавный шарик 10 мм, нагрузка 3000 kgf. Для отливок, поковок и крупнозернистых материалов.
Общие рекомендации по выбору шкалы:
- HRC — Закалённые и отпущенные стали, инструментальные стали, цементированные и закалённые ТВЧ детали
- HRB — Отожжённые стали, латунь, алюминиевые сплавы, мягкие металлы
- HV — Тонкие листы, покрытия, измерение микротвёрдости, широкий спектр материалов
- HB — Отливки, поковки, прокат в состоянии поставки, контроль ЗТВ сварных швов
В случае сомнений используйте HRC для закалённых сталей и HV для всех остальных задач.
Различные методы испытания твёрдости измеряют разные физические параметры отпечатка:
- Метод Роквелла измеряет глубину проникновения индентора
- Метод Виккерса измеряет площадь поверхности отпечатка по диагоналям
- Метод Бринелля измеряет диаметр отпечатка шарика
Поскольку это физически разные способы нагружения, соотношения между шкалами являются эмпирическими (полученными опытным путём), а не строго математическими. Результаты перевода зависят от марки сплава, микроструктуры и режима термообработки.
Стандарт ASTM E140 содержит общепринятые таблицы приближённого перевода, построенные по результатам обширных испытаний углеродистых и легированных сталей.
Для углеродистых и легированных сталей приближённое соотношение имеет вид:
- Rm (MPa) ≈ 3,45 × HB
- Rm (psi) ≈ 500 × HB
Эта зависимость справедлива в диапазоне примерно 100–400 HB. При твёрдости выше ~55 HRC корреляция нарушается из-за роста хрупкости материала.
Не применяйте эту формулу для нержавеющих сталей, чугунов, цветных металлов и сплавов со специфической микроструктурой.
Роквелл (ASTM E18): Прикладывается предварительная нагрузка (10 kgf), затем основная нагрузка (60/100/150 kgf). Измеряется прирост глубины вдавливания. Быстрый метод (~10s), минимальные требования к подготовке поверхности.
Виккерс (ASTM E92/E384): В поверхность вдавливается четырёхгранная алмазная пирамида. Под микроскопом измеряются обе диагонали отпечатка. Очень точный метод, применимый от микротвёрдости (HV 0.01) до макротвёрдости (HV 120).
Бринелль (ASTM E10): В поверхность вдавливается шарик диаметром 10 мм с усилием 3000 kgf (для сталей). Измеряется диаметр лунки. За счёт большой площади отпечатка усредняет свойства неоднородных материалов (например, литья).
Процедуры, описанные на этой странице, были разработаны и опробованы в полевых условиях командой Vibromera с использованием Balanset-1A — портативного двухканального балансировочного прибора и анализатора вибрации для балансировки роторов на месте эксплуатации.
Профессиональные приборы и программное обеспечение для балансировки оборудования в полевых условиях. Используются более чем в 50 странах.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko — инженер по вибрационному анализу, основатель и генеральный директор Vibromera. Более 15 лет он балансирует вращающееся оборудование в полевых условиях, а не на испытательном стенде: мульчеры, промышленные вентиляторы, дробилки, центрифуги, валы и шпиндели. Именно из этой работы выросли приборы Balanset — они задумывались как инструмент, который специалист может принести к машине и применить самостоятельно, прямо на месте, а не как лабораторное оборудование. Vibromera основана в 2017 году, а с 2023 года базируется в Порту, Португалия. Здесь происходят разработка, сборка и поддержка линейки Balanset. Флагманский прибор — Balanset-1A, портативный анализатор для одно- и двухплоскостной балансировки и вибродиагностики. Nikolai лично участвует в поддержке клиентов, в разборе сложных случаев балансировки и в разработке программного обеспечения. Он работает с клиентами по всему миру, на любом языке.
