경도 척도 비교: HRC, HBW, HV와 환산의 한계

세 가지 압입자, 세 가지 철학

• 로크웰 C (HRC) — 150 kgf의 주하중을 받는 다이아몬드 원추입니다. 측정값은 압입 깊이에서 나오므로 빠르고 직접 읽을 수 있습니다. 경화강의 기본 척도로, 대략 20–70 HRC 범위에서 유용합니다.
• 브리넬 (HBW) — 10 mm 텅스텐 카바이드 볼로, 강재에서는 일반적으로 3000 kgf를 적용합니다. 넓은 압흔이 결정립과 상에 걸쳐 평균을 내므로, 주조품, 단조품, 불균질한 재료에 관대합니다. 실용적인 상한은 약 650 HBW입니다.
• 비커스 (HV) — 다이아몬드 피라미드(대면각 136°)로, 수 그램부터 100 kgf까지의 하중을 적용합니다. 하나의 연속 척도가 연질 재료부터 매우 단단한 재료까지 이어지며, 낮은 하중에서는 세 척도 중 유일하게 얇은 침탄층과 용접 열영향부를 지점별로 프로파일링할 수 있습니다.

대략적인 등가값(비오스테나이트강)

ASTM E140과 일치하는 참고값으로, 반올림한 것입니다. 비교 용도로만 사용하고, 합격 판정에는 절대 사용하지 마십시오.

HRC	HBW	HV	대략적인 인장강도
20	226	238	~760 MPa
30	283	294	~950 MPa
40	371	392	~1,240 MPa
50	481	513	~1,650 MPa

현장에서 흔히 쓰는 근사식은 중간 범위 값들을 연결합니다. 일반강 및 저합금강의 경우 인장강도(MPa) ≈ 3.3–3.5 × HBW입니다. 이는 경험칙이지 규격상의 관계식은 아닙니다.

환산값이 흔들리는 이유

• 각 척도는 서로 다른 부피를 측정합니다. 브리넬은 넓은 압흔에 걸쳐 미세조직의 평균을 내고, 로크웰 깊이는 한 지점 아래의 가장 단단한 연속 경로에 반응하며, 낮은 하중의 비커스 압흔은 단일 상이나 탄화물 안에 자리할 수 있습니다.
• 환산표는 재료 등급별로 도출된 경험적 맞춤값입니다. ASTM E140 표는 특정 강재 모집단을 토대로 만들어졌습니다. 이를 오스테나이트계 스테인리스강, 조대한 탄화물을 가진 공구강, 침탄 표면에 적용하면 수 HRC 포인트까지 차이가 날 수 있습니다.
• 약 55 HRC를 초과하면 브리넬 측정값이 압축됩니다(볼 자체가 변형되기 때문입니다). 따라서 표의 상단부는 비커스와 로크웰만의 영역입니다.
• 따라서 구매 규격은 환산값이 아니라 시험 방법과 척도를 명시해야 합니다. 'ASTM E18에 따라 ≥ 38 HRC'는 강제할 수 있지만, '≈ 360 HBW 상당'은 논쟁을 부르는 표현입니다.

척도 선택

• 봉재, 판재, 단조품의 인수 검사: HBW — 견고하고 평균값을 냅니다.
• 경화된 금형, 공구, 부품: HRC — 부품이 작거나 얇은 경우에는 HV를 사용합니다.
• 침탄 깊이 프로파일, 질화층, 용접부 및 HAZ 횡단 측정: 낮은 미소/매크로 하중의 HV.
• 매우 단단하거나 얇은 재료: 브리넬은 피하십시오. 압흔이 단면에 비해 신뢰할 수 없거나 파괴적일 수 있습니다.