Tabulka převodu tvrdosti oceli
Ekvivalentní hodnoty tvrdosti podle Brinella (HB), Vickerse (HV), Rockwella (HRC, HRB, HRA) a přibližná mez pevnosti v tahu pro uhlíkové a nízkoolegované oceli. Hodnoty jsou zkontrolovány podle ASTM E140-12, tabulka 1, a ISO 18265:2013, příloha A. Převody jsou přibližné — než číslo uvedete na výkrese, přečtěte si poznámky níže.
Rychlý přehled — kdy kterou stupnici
| Stupnice | Vnikací těleso / zatížení | Použitelný rozsah | Typické použití |
|---|---|---|---|
| HB (Brinell) | kulička 10 mm, 3000 kgf | ~80–650 HB | Odlitky, výkovky, velké průřezy, výchozí polotovary |
| HV (Vickers) | diamantový jehlan, 1–50 kgf | ~5–3000 HV | Tenké díly, hloubka tvrzené vrstvy, povrchové úpravy, laboratorní práce |
| HRC (Rockwell C) | diamantový kužel, 150 kgf | 20–70 HRC | Kalená ocel, nástrojová ocel, tepelně zpracované díly |
| HRB (Rockwell B) | kulička 1/16″, 100 kgf | 0–100 HRB | Měkká ocel, konstrukční ocel, žíhaná mosaz, hliník |
| HRA (Rockwell A) | diamantový kužel, 60 kgf | 20–88 HRA | Slinutý karbid, tenké tvrzené vrstvy, velmi tvrdé materiály |
| HR15N / 30N / 45N (povrchové) | diamantový kužel, 15/30/45 kgf | Různé | Tvrzené povrchy tenkých plechů, nitridované vrstvy, povlaky |
Tabulka převodu — uhlíkové a nízkoolegované oceli
Přibližné ekvivalentní hodnoty tvrdosti pro uhlíkové a nízkoolegované oceli (ASTM E140-12, tabulka 1, a ISO 18265:2013, příloha A). Jak číst: vyberte řádek ve stupnici, kterou znáte; ostatní sloupce jsou přibližné ekvivalenty.
| HV | HB | HRC | HRA | HRB | Pevnost v tahu (MPa, přibl.) |
|---|---|---|---|---|---|
| 940 | — | 68.0 | 85.6 | — | — |
| 900 | — | 67.0 | 85.0 | — | — |
| 865 | 739 | 65.0 | 84.1 | — | — |
| 766 | 653 | 62.0 | 82.6 | — | — |
| 694 | 600 | 60.0 | 81.2 | — | — |
| 613 | 534 | 56.0 | 79.0 | — | — |
| 547 | 482 | 52.0 | 76.7 | — | 1740 |
| 505 | 461 | 50.0 | 75.5 | — | 1620 |
| 449 | 415 | 46.0 | 73.3 | — | 1480 |
| 406 | 375 | 42.0 | 71.0 | — | 1350 |
| 353 | 327 | 38.0 | 68.5 | — | 1180 |
| 316 | 293 | 34.0 | 65.8 | — | 1065 |
| 286 | 269 | 30.0 | 62.8 | — | 970 |
| 258 | 241 | 25.0 | 59.8 | 100 | 870 |
| 240 | 227 | 22.0 | 57.3 | 100 | 815 |
| 226 | 217 | 20.0 | 55.2 | 97 | 770 |
| 210 | 200 | (17.5) | 52.0 | 94 | 710 |
| 199 | 192 | (15.5) | 50.0 | 92 | 680 |
| 183 | 179 | (11.0) | 46.5 | 89 | 620 |
| 156 | 156 | — | — | 83 | 530 |
| 129 | 131 | — | — | 74 | 440 |
| 105 | 107 | — | — | 62 | 360 |
| 90 | 95 | — | — | 52 | 310 |
Hodnoty HRC v závorkách (např. (17.5), (15.5), (11.0)) leží mimo spolehlivý rozsah stupnice Rockwell C (podle ISO 18265 §5) a jsou uvedeny jen jako odhady — neuvádějte je na výkresech. Použijte místo nich HRB nebo HV.
Jak převádět — krok za krokem
- Znejte rodinu materiálu. Tabulka výše platí pro uhlíkové a nízkoolegované oceli. Pro austenitickou nerezovou ocel (304, 316), nástrojové oceli nebo slitiny neželezných kovů má ASTM E140 jiné dílčí tabulky — použití nesprávné vnáší chybu 5–15 %.
- Zvolte nejprůkaznější měřenou stupnici. HV (Vickers) je nejlineárnější a ISO 18265 ji doporučuje jako referenční. Máte-li jen HRC, nad 20 HRC to stačí; pod touto hodnotou přejděte na HRB / HB / HV.
- Použijte nejbližší řádek, nikoli interpolaci. Normy jsou diskrétní. Nepočítejte průměr dvou řádků — zaokrouhlete na nejbližší uvedenou hodnotu a uveďte stupnici, kterou jste skutečně měřili.
- Uvádějte na výkrese obě stupnice. Pokud specifikace říká “42–48 HRC”, dodavatel může měřit HV. Uveďte rozsah v obou soustavách (např. “42–48 HRC ≈ 419–490 HV”), abyste předešli vyřazení.
Mez pevnosti v tahu z tvrdosti — hrubý odhad
Pro uhlíkové a nízkoolegované oceli ve stavu po kalení a popouštění lze mez pevnosti v tahu (MPa) přiblížit z tvrdosti podle Brinella:
Normy a zdroje
ISO 18265:2013 Metallic materials — Conversion of hardness values. Přílohy A–G člení převody podle rodiny materiálů; výslovně uvádějí, že převody jsou přibližné a “nenahrazují přímé měření”.
Časté chyby
| # | Chyba | Co se pokazí | Oprava |
|---|---|---|---|
| 1 | Uvádění HRC pod 20 | Pod 20 HRC diamantový kužel sotva pronikne; malé chyby odečtu znamenají obrovské výkyvy tvrdosti | Pod 20 HRC přejděte na HRB, HB nebo HV |
| 2 | Použití tabulky pro uhlíkovou ocel na nerez | Austenitická nerez (304, 316) se zpevňuje jinak; převody pro uhlíkovou ocel odečítají o 5–15 % méně | Použijte ASTM E140, tabulku 2 (austenitická), nebo měřte přímo |
| 3 | Interpolace mezi řádky | Tvrdost není mezi stupnicemi lineární; středy nezachovávají převodní vztah | Vyberte nejbližší řádek a uveďte jeho hodnotu |
| 4 | Důvěra v převod z tvrdosti na pevnost při konstrukci | Pravidlo 3.45×HB má v praxi rozptyl ±15 % podle mikrostruktury | Používejte je jen pro odhad; pro hodnoty do atestu proveďte skutečnou zkoušku tahem |
| 5 | Míchání HB (ocelová kulička) a HBW (kulička ze slinutého karbidu) nad 450 HB | Ocelové kuličky se nad ~450 HB deformují; ISO tam vyžaduje kuličku ze slinutého karbidu (HBW) | Nad 450 HB používejte vždy HBW; HBW výslovně uvádějte |
| 6 | Srovnávání HRC a HRA, jako by byly lineárně závislé | HRC a HRA používají stejné vnikací těleso, ale jiné zatížení; převod je nelineární | Použijte převodní tabulku; nikdy přímo nedělte ani nenásobte |
Jakou nejnižší hodnotu HRC lze spolehlivě uvést?
Kolem 20 HRC. Pod ní diamantový kužel Rockwell C nepronikne dostatečně, aby dal stabilní odečet, a ASTM E140 / ISO 18265 uvádějí tyto hodnoty jen v závorkách jako odhady. Pro měkčí ocel (žíhanou, normalizačně žíhanou nebo nízkouhlíkovou) použijte HRB, HB nebo HV.
Lze převést HB na mez pevnosti v tahu u jakékoli oceli?
Jen jako hrubý odhad a jen pro uhlíkové a nízkoolegované oceli ve stavu po kalení a popouštění. Vztah σUTS (MPa) ≈ 3.45 × HB platí s přesností kolem ±15 % v rozsahu 150–450 HB. Pro austenitickou nerez, nástrojové oceli nebo litinu použijte jiný vztah — a pro jakoukoli hodnotu, která jde do certifikátu nebo PPAP, proveďte skutečnou zkoušku tahem podle ISO 6892-1 nebo ASTM E8.
Proč se HV a HB při vysoké tvrdosti přesně neshodují?
Ze dvou důvodů. Za prvé Brinell používá kulové vnikací těleso a Vickers jehlan — pole deformace je jiné, takže se převod odchyluje. Za druhé nad ~450 HB se tradiční ocelová kulička začíná deformovat, proto ISO vyžaduje kuličku ze slinutého karbidu (HBW). HV zůstává přesná do mnohem vyšších hodnot, a proto ji ISO 18265 používá jako referenční stupnici.
Jsou HRC a HRA zaměnitelné?
Ne. Používají stejné diamantové vnikací těleso, ale při jiném zatížení (150 kgf pro HRC vs 60 kgf pro HRA). Vztah je nelineární; musíte použít převodní tabulku. HRC je pro kalenou ocel v rozsahu 20–70; HRA se upřednostňuje u velmi tvrdých materiálů, jako je slinutý karbid a tenké tvrzené vrstvy.
Kterou stupnici tvrdosti uvést na výkrese?
Uveďte stupnici, kterou bude váš dodavatel tepelného zpracování skutečně měřit — obvykle HRC u kalených dílů (42–48 HRC je typické pro prokalenou ocel) nebo HB u žíhaných / normalizačně žíhaných dílů. Nejlepší praxe: uvést rozsah ve dvou stupnicích (např. “42–48 HRC ≈ 419–490 HV”), aby si dodavatel použijící kteroukoli metodu mohl sám ověřit.
Jak přesné jsou převody tvrdosti mezi stupnicemi?
ASTM i ISO upozorňují, že převody jsou přibližné. Nejistota není v normách tabelována, protože se liší podle materiálu, mikrostruktury a dvojice stupnic. U ocelí ve středním rozsahu (30–50 HRC) počítejte s rozptylem ±1–2 HRC, na krajích více. Kritické díly by měly být měřeny ve stupnici uvedené na výkrese.
- ASTM E140-12: Standard Hardness Conversion Tables for Metals, tabulka 1 (uhlíkové a nízkoolegované oceli)
- ISO 18265:2013: Metallic materials — Conversion of hardness values, příloha A
- ISO 6506-1: Metallic materials — Brinell hardness test — Part 1: Test method
- ISO 6507-1: Metallic materials — Vickers hardness test — Part 1: Test method
- ISO 6508-1: Metallic materials — Rockwell hardness test — Part 1: Test method
- ASTM E18-20: Standard Test Methods for Rockwell Hardness of Metallic Materials
- ISO 6892-1:2019: Metallic materials — Tensile testing — Part 1: Method of test at room temperature
Potřebujete ověřit tvrdost na svých dílech?
Každou tepelně zpracovanou dávku zkoušíme ve vlastním provozu (Rockwell, Brinell, Vickers) a do materiálového atestu uvádíme skutečně naměřenou hodnotu — nikoli převod.
Poptat cenovou nabídku