Зачем мы измеряем твердость материалов? Понимание того, как соотносятся шкалы твердости Роквелла (HRC) и Бринелля (HB), имеет решающее значение для выбора правильных материалов в машиностроении. В этой статье рассматриваются различия между этими двумя распространенными тестами твердости, объясняется их применение и методы преобразования. К концу статьи вы будете знать, как интерпретировать эти значения твердости для лучшего выбора материалов в ваших проектах.
Твердость - это показатель, используемый для измерения мягкости или твердости материалов. Существует множество методов определения твердости, каждый из которых имеет свои принципы, что приводит к не совсем одинаковым значениям твердости и их значениям.
Наиболее распространенным является испытание на твердость вдавливанием при статической нагрузке, а именно: твердость по Бринеллю (HB), твердость по Роквеллу (HRA, HRB, HRC), твердость по Виккерсу (HV), твердость резинопластика по Шору (HA, HD) и другие. Эти значения твердости отражают устойчивость поверхности материала к вдавливанию твердым предметом.
Наиболее популярные твердость по Леебу (HL) и твердость по Шору (HS) относятся к тестам на твердость при отскоке, их значения отражают величину работы металла по упругой деформации.
Таким образом, твердость - это не просто физическая величина, а комплексный показатель, отражающий упругость, пластичность, прочность и вязкость материала.
Код для твёрдость металла (Твердость) - H. В зависимости от метода испытания на твердость,
Твердость по Бринеллю (HB) обычно используется, когда материал более мягкий, например, цветные металлы или сталь перед термообработкой или после нее. отжиг. Твердость по Роквеллу (HRC) обычно используется для материалов с повышенной твердостью, например, твердостью после термической обработки.
При измерении твердости по Бринеллю (HB) с помощью определенной испытательной нагрузки закаленный стальной шарик или шарик из твердого сплава определенного диаметра вдавливается в испытуемую металлическую поверхность, выдерживается в течение определенного времени, затем разгружается и измеряется диаметр вмятины на испытуемой поверхности.
Значение твердости по Бринеллю - это коэффициент, полученный делением нагрузки на площадь сферической поверхности вмятины.
Обычно это: с помощью определенного груза (обычно 3000 кг) вдавить закаленный стальной шарик определенного размера (обычно 10 мм в диаметре) в поверхность материала, выдержать некоторое время, разгрузить, и отношение нагрузки к площади вмятины - это значение твердости по Бринеллю (HB), единица измерения - кгс/мм2 (Н/мм).2).
Для определения показателя твердости по Роквеллу (HR-) используется глубина пластической деформации вдавливания. Единицей твердости является 0,002 мм.
Если HB > 450 или образец слишком мал, испытание на твердость по Бринеллю не может быть использовано, и вместо него следует применить измерение твердости по Роквеллу.
В нем используется алмазный конус с углом наклона 120° или стальной шарик диаметром 1,59-3,18 мм, который под определенной нагрузкой вдавливается в поверхность испытуемого материала, а твердость материала рассчитывается по глубине вмятины.
В соответствии с различной твердостью испытуемого материала, она выражается в трех различных шкалах:
Кроме того:
(1) HRC относится к шкале Роквелла C.
(2) HRC и HB широко используются в производстве.
(3) Диапазон HRC составляет HRC 20-67, что эквивалентно HB225-650.
Если твердость выше этого диапазона, используется шкала Роквелла A HRA. Если твердость ниже этого диапазона, используется шкала твердости Роквелла B HRB. Верхний предел твердости по Бринеллю - HB650, он не может превышать это значение.
(4) Индентор твердомера Роквелла по шкале C представляет собой алмазный конус с углом 120°, а испытательная нагрузка имеет фиксированное значение, по китайскому стандарту - 150 кгс.
Индентор твердомера Бринелля представляет собой шарик из закаленной стали (HBS) или твёрдый сплав шара (HBW), а испытательная нагрузка зависит от диаметра шара и составляет от 3000 до 31,25 кгс.
(5) Твердость по Роквеллу имеет небольшие углубления, измеренное значение является локальным, среднее значение должно быть получено путем измерения нескольких точек, подходит для готовых изделий и тонких пластин, относится к категории неразрушающего контроля.
Вмятина твердости по Бринеллю больше, измеренное значение точное, не подходит для готовых изделий и тонких пластин, в целом не относится к категории неразрушающего контроля.
(6)Значение твердости по Роквеллу - это безымянное число, не имеющее единицы измерения. (Поэтому некорректно обозначать твердость по Роквеллу в градусах).
У твердости по Бринеллю есть единица измерения, и она имеет некоторую приблизительную связь с пределом прочности на разрыв.
(7) Твердость по Роквеллу отображается непосредственно на циферблате или может отображаться в цифровом виде, это удобно в эксплуатации, быстро, интуитивно понятно, подходит для массового производства.
Твердость по Бринеллю требует измерения диаметра углубления с помощью микроскопа, затем просмотра таблицы или расчета, операция более сложная.
(8) При определенных условиях HB и HRC могут быть преобразованы путем просмотра таблицы. Формулу мысленного расчета можно примерно запомнить как: 1HRC≈1/10HB.
Согласно немецкому стандарту DIN50150, ниже приведена таблица сравнения прочности на разрыв с твердостью по Виккерсу, твердостью по Бринеллю и твердостью по Роквеллу для широко используемых стальных материалов:
Прочность на разрыв Rm Н/мм2 | HV | HB | HRC |
| 250 | 80 | 76.0 | – |
| 270 | 85 | 80.7 | – |
| 285 | 90 | 85.2 | – |
| 305 | 95 | 90.2 | – |
| 320 | 100 | 95.0 | – |
| 335 | 105 | 99.8 | – |
| 350 | 110 | 105 | – |
| 370 | 115 | 109 | – |
| 380 | 120 | 114 | – |
| 400 | 125 | 119 | – |
| 415 | 130 | 124 | – |
| 430 | 135 | 128 | – |
| 450 | 140 | 133 | – |
| 465 | 145 | 138 | – |
| 480 | 150 | 143 | – |
| 490 | 155 | 147 | – |
| 510 | 160 | 152 | – |
| 530 | 165 | 156 | – |
| 545 | 170 | 162 | – |
| 560 | 175 | 166 | – |
| 575 | 180 | 171 | – |
| 595 | 185 | 176 | – |
| 610 | 190 | 181 | – |
| 625 | 195 | 185 | – |
| 640 | 200 | 190 | – |
| 660 | 205 | 195 | – |
| 675 | 210 | 199 | – |
| 690 | 215 | 204 | – |
| 705 | 220 | 209 | – |
| 720 | 225 | 214 | – |
| 740 | 230 | 219 | – |
| 755 | 235 | 223 | – |
| 770 | 240 | 228 | 20.3 |
| 785 | 245 | 233 | 21.3 |
| 800 | 250 | 238 | 22.2 |
| 820 | 255 | 242 | 23.1 |
| 835 | 260 | 247 | 24.0 |
| 850 | 265 | 252 | 24.8 |
| 865 | 270 | 257 | 25.6 |
| 880 | 275 | 261 | 26.4 |
| 900 | 280 | 266 | 27.1 |
| 915 | 285 | 271 | 27.8 |
| 930 | 290 | 276 | 28.5 |
| 950 | 295 | 280 | 29.2 |
| 965 | 300 | 285 | 29.8 |
| 995 | 310 | 295 | 31.0 |
| 1030 | 320 | 304 | 32.2 |
| 1060 | 330 | 314 | 33.3 |
| 1095 | 340 | 323 | 34.4 |
| 1125 | 350 | 333 | 35.5 |
| 1115 | 360 | 342 | 36.6 |
| 1190 | 370 | 352 | 37.7 |
| 1220 | 380 | 361 | 38.8 |
| 1255 | 390 | 371 | 39.8 |
| 1290 | 400 | 380 | 40.8 |
| 1320 | 410 | 390 | 41.8 |
| 1350 | 420 | 399 | 42.7 |
| 1385 | 430 | 409 | 43.6 |
| 1420 | 440 | 418 | 44.5 |
| 1455 | 450 | 428 | 45.3 |
| 1485 | 460 | 437 | 46.1 |
| 1520 | 470 | 447 | 46.9 |
| 1555 | 480 | (456) | 47.7 |
| 1595 | 490 | (466) | 48.4 |
| 1630 | 500 | (475) | 49.1 |
| 1665 | 510 | (485) | 49.8 |
| 1700 | 520 | (494) | 50.5 |
| 1740 | 530 | (504) | 51.1 |
| 1775 | 540 | (513) | 51.7 |
| 1810 | 550 | (523) | 52.3 |
| 1845 | 560 | (532) | 53.0 |
| 1880 | 570 | (542) | 53.6 |
| 1920 | 580 | (551) | 54.1 |
| 1955 | 590 | (561) | 54.7 |
| 1995 | 600 | (570) | 55.2 |
| 2030 | 610 | (580) | 55.7 |
| 2070 | 620 | (589) | 56.3 |
| 2105 | 630 | (599) | 56.8 |
| 2145 | 640 | (608) | 57.3 |
| 2180 | 650 | (618) | 57.8 |
| 660 | 58.3 | ||
| 670 | 58.8 | ||
| 680 | 59.2 | ||
| 690 | 59.7 | ||
| 700 | 60.1 | ||
| 720 | 61.0 | ||
| 740 | 61.8 | ||
| 760 | 62.5 | ||
| 780 | 63.3 | ||
| 800 | 64.0 | ||
| 820 | 64.7 | ||
| 840 | 65.3 | ||
| 860 | 65.9 | ||
| 880 | 66.4 | ||
| 900 | 67.0 | ||
| 920 | 67.5 | ||
| 940 | 68.0 |
| Баркол | Бринелль | Vickers | Вебстер | Rockwell | ||||
| GYZJ | 10 мм | 5 кг | B | |||||
| 934-1 | 500 кг | B | E | F | H | |||
| 35 | 21 | 32 | ||||||
| 36 | 22 | 35 | ||||||
| 37 | 23 | 37 | ||||||
| 38 | 24 | 40 | ||||||
| 39 | 25 | 42 | ||||||
| 40 | 25 | 26 | 45 | |||||
| 41 | 25 | 27 | 47 | |||||
| 42 | 26 | 28 | 49 | |||||
| 43 | 27 | 29 | 51 | |||||
| 44 | 27 | 30 | 54 | |||||
| 45 | 28 | 30 | 56 | |||||
| 46 | 29 | 31 | 58 | |||||
| 47 | 30 | 32 | 23 | 60 | ||||
| 48 | 30 | 33 | 0.7 | 26 | 62 | |||
| 49 | 31 | 34 | 1.3 | 28 | 64 | |||
| 50 | 32 | 35 | 1.9 | 31 | 66 | |||
| 51 | 33 | 36 | 2.5 | 34 | 68 | |||
| 52 | 34 | 38 | 3.1 | 36 | 70 | |||
| 53 | 35 | 39 | 3.6 | 39 | 30 | 72 | ||
| 54 | 37 | 40 | 4.2 | 41 | 34 | 73 | ||
| 55 | 38 | 41 | 4.7 | 44 | 37 | 75 | ||
| 56 | 39 | 43 | 5.3 | 46 | 40 | 77 | ||
| 57 | 40 | 44 | 5.8 | 48 | 43 | 78 | ||
| 58 | 42 | 45 | 6.3 | 50 | 46 | 80 | ||
| 59 | 43 | 47 | 6.8 | 53 | 48 | 82 | ||
| 60 | 45 | 49 | 7.3 | 55 | 51 | 83 | ||
| 61 | 46 | 50 | 7.8 | 57 | 54 | 85 | ||
| 62 | 48 | 52 | 8.3 | 59 | 56 | 86 | ||
| 63 | 50 | 54 | 8.8 | 61 | 59 | 88 | ||
| 64 | 51 | 56 | 9.2 | 63 | 61 | 89 | ||
| 65 | 53 | 58 | 9.7 | 65 | 63 | 90 | ||
| 66 | 55 | 60 | 10.1 | 67 | 66 | 92 | ||
| 67 | 57 | 62 | 10.6 | 69 | 68 | 93 | ||
| Баркол | Vickers | Вебстер | Rockwell | ||||
| GYZJ | 10 мм | 5 кг | B | ||||
| 934-1 | 500 кг | B | E | F | H | ||
| 68 | 60 | 65 | 11 | 71 | 70 | 94 | |
| 69 | 62 | 67 | 11.4 | 73 | 72 | 95 | |
| 70 | 64 | 70 | 11.8 | 17 | 75 | 74 | 97 |
| 71 | 67 | 72 | 12.2 | 23 | 76 | 75 | 98 |
| 72 | 69 | 75 | 12.6 | 28 | 78 | 77 | 99 |
| 73 | 72 | 78 | 12.9 | 33 | 80 | 79 | 100 |
| 74 | 75 | 81 | 13.3 | 38 | 81 | 80 | 101 |
| 75 | 78 | 85 | 13.7 | 42 | 83 | 82 | 102 |
| 76 | 80 | 88 | 14 | 47 | 84 | 83 | 103 |
| 77 | 84 | 92 | 14.3 | 51 | 86 | 85 | 104 |
| 78 | 87 | 95 | 14.7 | 55 | 87 | 86 | 105 |
| 79 | 90 | 99 | 15 | 59 | 89 | 88 | 106 |
| 80 | 94 | 103 | 15.3 | 63 | 90 | 89 | 106 |
| 81 | 97 | 108 | 15.6 | 66 | 91 | 90 | 107 |
| 82 | 101 | 112 | 15.9 | 70 | 92 | 91 | 108 |
| 83 | 105 | 117 | 16.2 | 73 | 94 | 92 | 109 |
| 84 | 109 | 121 | 16.4 | 76 | 95 | 93 | 109 |
| 85 | 113 | 126 | 16.7 | 79 | 96 | 94 | 110 |
| 86 | 117 | 131 | 16.9 | 81 | 97 | 95 | 111 |
| 87 | 121 | 137 | 17.2 | 84 | 98 | 96 | 111 |
| 88 | 126 | 142 | 17.4 | 86 | 99 | 97 | 112 |
| 89 | 130 | 17.6 | 88 | 100 | 98 | 112 | |
| 90 | 135 | 17.8 | 90 | 101 | 98 | 113 | |
| 91 | 140 | 18 | 102 | 99 | 114 | ||
| 92 | 145 | 18.2 | 103 | 100 | |||
| 93 | 18.4 | 103 | 100 | ||||
| 94 | 18.6 | 104 | 101 | ||||
| 95 | 18.7 | 105 | 102 | ||||
| 96 | 18.9 | 106 | 102 | ||||
| 97 | 19 | 106 | 103 | ||||
| 98 | 19.2 | 107 | |||||
| 98 | 19.3 | 107 | |||||
| 100 | 19.4 | 108 | |||||
| HB | HV | HRA | HRB | HRC | HRD | HS | Прочность на разрыв МПа | |
| Стандартная сфера | Сфера из карбида вольфрама | |||||||
| – | – | 940 | 85.6 | – | 68 | 76.9 | 97 | – |
| – | – | 920 | 85.3 | – | 67.5 | 76.5 | 96 | – |
| – | – | 900 | 85 | – | 67 | 76.1 | 95 | – |
| – | -767 | 880 | 84.7 | – | 66.4 | 75.7 | 93 | – |
| – | -757 | 860 | 84.4 | – | 65.9 | 75.3 | 92 | – |
| – | -745 | 840 | 84.1 | – | 65.3 | 74.8 | 91 | – |
| – | -733 | 820 | 83.8 | – | 64.7 | 74.3 | 90 | – |
| – | -722 | 800 | 83.4 | – | 64 | 73.8 | 88 | – |
| – | -712 | – | – | – | – | – | – | – |
| – | -710 | 780 | 83 | – | 63.3 | 73.3 | 87 | – |
| – | -698 | 760 | 82.6 | – | 62.5 | 72.6 | 86 | – |
| – | -684 | 740 | 82.2 | – | 61.8 | 72.1 | – | – |
| – | -682 | 737 | 82.2 | – | 61.7 | 72 | 84 | – |
| – | -670 | 720 | 81.8 | – | 61 | 71.5 | 83 | – |
| – | -656 | 700 | 81.3 | – | 60.1 | 70.8 | – | – |
| – | -653 | 697 | 81.2 | – | 60 | 70.7 | 81 | – |
| – | -647 | 690 | 81.1 | – | 59.7 | 70.5 | – | – |
| – | -638 | 680 | 80.8 | – | 59.2 | 70.1 | 80 | – |
| – | 630 | 670 | 80.6 | – | 58.8 | 69.8 | – | – |
| – | 627 | 667 | 80.5 | – | 58.7 | 69.7 | 79 | – |
| – | – | 677 | 80.7 | – | 59.1 | 70 | – | – |
| – | 601 | 640 | 79.8 | – | 57.3 | 68.7 | 77 | – |
| – | – | 640 | 79.8 | – | 57.3 | 68.7 | – | – |
| – | 578 | 615 | 79.1 | – | 56 | 67.7 | 75 | – |
| – | – | 607 | 78.8 | – | 55.6 | 67.4 | – | – |
| – | 555 | 591 | 78.4 | – | 54.7 | 66.7 | 73 | 2055 |
| – | – | 579 | 78 | – | 54 | 66.1 | – | 2015 |
| – | 534 | 569 | 77.8 | – | 53.5 | 65.8 | 71 | 1985 |
| – | – | 533 | 77.1 | – | 52.5 | 65 | – | 1915 |
| – | 514 | 547 | 76.9 | – | 52.1 | 64.7 | 70 | 1890 |
| -495 | – | 539 | 76.7 | – | 51.6 | 64.3 | – | 1855 |
| – | – | 530 | 76.4 | – | 51.1 | 63.9 | – | 1825 |
| – | 495 | 528 | 76.3 | – | 51 | 63.8 | 68 | 1820 |
| -477 | – | 516 | 75.9 | – | 50.3 | 63.2 | – | 1780 |
| – | – | 508 | 75.6 | – | 49.6 | 62.7 | – | 1740 |
| – | 477 | 508 | 75.6 | – | 49.6 | 62.7 | 66 | 1740 |
| -461 | – | 495 | 75.1 | – | 48.8 | 61.9 | – | 1680 |
| – | – | 491 | 74.9 | – | 48.5 | 61.7 | – | 1670 |
| – | 461 | 491 | 74.9 | – | 48.5 | 61.7 | 65 | 1670 |
| 444 | – | 474 | 74.3 | – | 47.2 | 61 | – | 1595 |
| – | – | 472 | 74.2 | – | 47.1 | 60.8 | – | 1585 |
| – | 444 | 472 | 74.2 | – | 47.1 | 60.8 | 63 | 1585 |
| 429 | 429 | 455 | 73.4 | – | 45.7 | 59.7 | 61 | 1510 |
| 415 | 415 | 440 | 72.8 | – | 44.5 | 58.8 | 59 | 1460 |
| 401 | 401 | 425 | 72 | – | 43.1 | 57.8 | 58 | 1390 |
| 388 | 388 | 410 | 71.4 | – | 41.8 | 56.8 | 56 | 1330 |
| 375 | 375 | 396 | 70.6 | – | 40.4 | 55.7 | 54 | 1270 |
| 363 | 363 | 383 | 70 | – | 39.1 | 54.6 | 52 | 1220 |
| 352 | 352 | 372 | 69.3 | -110 | 37.9 | 53.8 | 51 | 1180 |
| 341 | 341 | 360 | 68.7 | -109 | 36.6 | 52.8 | 50 | 1130 |
| 331 | 331 | 350 | 68.1 | -108.5 | 35.5 | 51.9 | 48 | 1095 |
| 321 | 321 | 339 | 67.5 | -108 | 34.3 | 51 | 47 | 1060 |
| 311 | 311 | 328 | 66.9 | -107.5 | 33.1 | 50 | 46 | 1025 |
| 302 | 302 | 319 | 66.3 | -107 | 32.1 | 49.3 | 45 | 1005 |
| 293 | 293 | 309 | 65.7 | -106 | 30.9 | 48.3 | 43 | 970 |
| 285 | 285 | 301 | 65.3 | -105.5 | 29.9 | 47.6 | – | 950 |
| 277 | 277 | 292 | 64.6 | -104.5 | 28.8 | 46.7 | 41 | 925 |
| 269 | 269 | 284 | 64.1 | -104 | 27.6 | 45.9 | 40 | 895 |
| 262 | 262 | 276 | 63.6 | -103 | 26.6 | 45 | 39 | 875 |
| 255 | 255 | 269 | 63 | -102 | 25.4 | 44.2 | 38 | 850 |
| 248 | 248 | 261 | 62.5 | -101 | 24.2 | 43.2 | 37 | 825 |
| 241 | 241 | 253 | 61.8 | 100 | 22.8 | 42 | 36 | 800 |
| 235 | 235 | 247 | 61.4 | 99 | 21.7 | 41.4 | 35 | 785 |
| 229 | 229 | 241 | 60.8 | 98.2 | 20.5 | 40.5 | 34 | 765 |
| 223 | 223 | 234 | – | 97.3 | -18.8 | – | – | |
| 217 | 217 | 228 | – | 96.4 | -17.5 | – | 33 | 725 |
| 212 | 212 | 222 | – | 95.5 | -16 | – | – | 705 |
| 207 | 207 | 218 | – | 94.6 | -15.2 | – | 32 | 690 |
| 201 | 201 | 212 | – | 93.8 | -13.8 | – | 31 | 675 |
| 197 | 197 | 207 | – | 92.8 | -12.7 | – | 30 | 655 |
| 192 | 192 | 202 | – | 91.9 | -11.5 | – | 29 | 640 |
| 187 | 187 | 196 | – | 90.7 | -10 | – | – | 620 |
| 183 | 183 | 192 | – | 90 | -9 | – | 28 | 615 |
| 179 | 179 | 188 | – | 89 | -8 | – | 27 | 600 |
| 174 | 174 | 182 | – | 87.8 | -6.4 | – | – | 585 |
| 170 | 170 | 178 | – | 86.8 | -5.4 | – | 26 | 570 |
| 167 | 167 | 175 | – | 86 | -4.4 | – | – | 560 |
| 163 | 163 | 171 | – | 85 | -3.3 | – | 25 | 545 |
| 156 | 156 | 163 | – | 82.9 | -0.9 | – | – | 525 |
| 149 | 149 | 156 | – | 80.8 | – | – | 23 | 505 |
| 143 | 143 | 150 | – | 78.7 | – | – | 22 | 490 |
| 137 | 137 | 143 | – | 76.4 | – | – | 21 | 460 |
| 131 | 131 | 137 | – | 74 | – | – | – | 450 |
| 126 | 126 | 132 | – | 72 | – | – | 20 | 435 |
| 121 | 121 | 127 | – | 69.8 | – | – | 19 | 415 |
| 116 | 116 | 122 | – | 67.6 | – | – | 18 | 400 |
| 111 | 111 | 117 | – | 65.7 | – | – | 15 | 385 |
Как основатель MachineMFG, я посвятил более десяти лет своей карьеры металлообрабатывающей промышленности. Мой обширный опыт позволил мне стать экспертом в области производства листового металла, механической обработки, машиностроения и станков для обработки металлов. Я постоянно думаю, читаю и пишу об этих предметах, постоянно стремясь оставаться на переднем крае своей области. Позвольте моим знаниям и опыту стать преимуществом для вашего бизнеса.
RU 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
KO