Porównanie skal twardości: HRC, HBW i HV oraz granice konwersji

Trzy wgłębniki, trzy filozofie

• Rockwell C (HRC) — stożek diamentowy pod głównym obciążeniem 150 kgf; odczyt pochodzi z głębokości wgniecenia, więc jest szybki i bezpośredni. To domyślna skala dla stali hartowanych, użyteczna w zakresie mniej więcej 20–70 HRC.
• Brinell (HBW) — kulka z węglika wolframu 10 mm, zazwyczaj przy 3000 kgf dla stali. Szerokie wgniecenie uśrednia ziarna i fazy, co czyni ją wyrozumiałą dla odlewów, odkuwek i materiału niejednorodnego. Jej praktyczny pułap to około 650 HBW.
• Vickers (HV) — piramida diamentowa (kąt ściany 136°) przy obciążeniach od kilku gramów do 100 kgf. Jedna ciągła skala biegnie od materiału miękkiego do bardzo twardego, a przy niskich obciążeniach jest jedyną z trzech, która może profilować cienkie warstwy powierzchniowe oraz strefy wpływu ciepła spawów punkt po punkcie.

Przybliżona równoważność (stale nieaustenityczne)

Wartości orientacyjne zgodne z ASTM E140, zaokrąglone — wyłącznie do porównania, nigdy do odbioru:

HRC	HBW	HV	Przybliżona wytrzymałość na rozciąganie
20	226	238	~760 MPa
30	283	294	~950 MPa
40	371	392	~1,240 MPa
50	481	513	~1,650 MPa

Powszechne przybliżenie warsztatowe łączy wartości ze środkowego zakresu: wytrzymałość na rozciąganie w MPa ≈ 3.3–3.5 × HBW dla stali zwykłych i niskostopowych. To zasada praktyczna, a nie zależność specyfikacyjna.

Dlaczego konwersje się rozjeżdżają

• Skale badają różne objętości. Brinell uśrednia mikrostrukturę na szerokim wgnieceniu; głębokość Rockwella reaguje na najtwardszą ciągłą ścieżkę pod punktem; wgniecenie Vickersa przy niskim obciążeniu może znajdować się wewnątrz jednej fazy lub węglika.
• Tabele konwersji to dopasowania empiryczne dla każdej klasy materiału. Tabele ASTM E140 zostały zbudowane na określonych populacjach stali; stosowanie ich do austenitycznych stali nierdzewnych, stali narzędziowych o grubych węglikach lub powierzchni utwardzanych powierzchniowo może chybiać o kilka punktów HRC.
• Powyżej mniej więcej 55 HRC odczyty Brinella ulegają kompresji (sama kulka się odkształca), więc górna część tabeli to terytorium wyłącznie Vickersa i Rockwella.
• Specyfikacja zakupu powinna zatem wymieniać metodę badania i skalę, a nie wartość przeliczoną: "≥ 38 HRC według ASTM E18" jest egzekwowalne, "≈ 360 HBW odpowiednik" to argument, który czeka, aby się wydarzyć.

Wybór skali

• Kontrola odbiorcza prętów, blach i odkuwek: HBW — solidna i uśredniająca.
• Hartowane matryce, narzędzia i komponenty: HRC — lub HV, gdy część jest mała lub cienka.
• Profile głębokości warstwy powierzchniowej, warstwy azotowane, przekroje spawów i HAZ: HV przy niskich obciążeniach mikro/makro.
• Materiał bardzo twardy lub cienki: unikaj Brinella; wgniecenie jest albo niewiarygodne, albo destrukcyjne w stosunku do przekroju.