Таблица твердости металлов

Таблица твердости металлов: полный справочник перевода единиц измерения

Твердость - одна из ключевых характеристик металлов и сплавов, определяющая их способность сопротивляться проникновению другого, более твердого тела. Понимание методов измерения твердости и умение переводить значения между различными шкалами критически важно для инженеров, технологов, металлургов и специалистов по контролю качества.

В данной статье представлена comprehensive таблица соответствия твердости по различным шкалам (Виккерса, Бринелля, Роквелла), а также классификация материалов по обрабатываемости.

Методы измерения твердости

Твердость по Виккерсу (HV)

Метод основан на вдавливании алмазной четырехгранной пирамиды с углом при вершине 136°. Подходит для измерения твердости тонких поверхностей и мелких деталей.

Твердость по Бринеллю (HB)

Измеряется путем вдавливания стального шарика диаметром 10 мм под нагрузкой 30 кН. Широко применяется для контроля твердости конструкционных сталей и чугунов.

Твердость по Роквеллу (HRC)

Наиболее распространенный метод для закаленных сталей. Используется алмазный конус с углом 120° и нагрузкой 1471 Н.

Таблица 1: Перевод единиц твердости и предела прочности

Данная таблица позволяет перевести значения твердости между шкалами Виккерса (HV), Бринелля (HB), Роквелла (HRC) и определить предел прочности при растяжении.

Предел прочности при растяжении Rm Н/мм²	Твердость по Виккерсу	Твердость по Бринеллю	Твердость по Роквеллу
	HV	HB	HRC
255	80	76,0	-
270	85	80,7	-
285	90	85,5	-
305	95	90,2	-
320	100	95,0	-
335	105	99,8	-
350	110	105	-
370	115	109	-
385	120	114	-
400	125	119	-
415	130	124	-
430	135	128	-
450	140	133	-
465	145	138	-
480	150	143	-
495	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
1155	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

Примечание: Пересчет твердости согласно данной таблице дает приблизительную точность. См. DIN 50150.

Таблица 2: Классификация материалов по обрабатываемости

Данная таблица классифицирует материалы по группам обрабатываемости резанием с указанием предела прочности, коэффициента обрабатываемости и удельной массы.

Сталь (P)

Группа	Материал	Rm (Н/мм²)	kc 1.1 (Н/мм²)	mc
P	Мягкая сталь с низким содержанием углерода. Ферритовая сталь с низкой прочностью.	<450	1350	0,21
	Автоматная сталь с низким содержанием углерода	400 <700	1500	0,22
	Обычная конструкционная сталь и сталь с низким или средним содержанием углерода (< 0,5 % C)	450 <550	1500	0,25
	Обычная, низколегированная сталь и литейная сталь, отпущенная сталь, углеродистая сталь (> 0,5 % C), ферритовая сталь и сталь мартенситного класса, нержавеющая сталь	550 <700	1700	0,24
	Обычная инструментальная сталь, закаленная отпущенная сталь, сталь мартенситного класса, нержавеющая сталь	700 <900	1900	0,24
	Плохо поддающаяся обработке резанием инструментальная сталь, закаленная, высоколегированная сталь, литейная сталь, сталь мартенситного класса, нержавеющая сталь	900 <1200	2000	0,24
	Высокопрочная сталь, плохо поддающаяся обработке резанием закаленная сталь групп 3–6, сталь мартенситного класса, нержавеющая сталь	>1200	2900	0,22

Нержавеющая сталь (M)

Группа	Материал	Rm (Н/мм²)	mc
M	Нержавеющая сталь, легко поддающаяся обработке резанием	1750	0,22
	Молибденсодержащая нержавеющая сталь, аустенит и дуплекс, плохо поддающиеся обработке резанием	1900	0,20
	Аустенит и дуплекс, плохо поддающиеся обработке резанием	2050	0,20
	Аустенит и дуплекс, исключительно плохо поддающиеся обработке резанием	2150	0,20

Чугун (K)

Группа	Материал	Rm (Н/мм²)	mc
K	Чугун средней твердости, серый чугун	1150	0,22
	Низколегированный литейный чугун, ковкий литейный чугун, литейный чугун с шаровидным графитом	1225	0,25
	Легированный литейный чугун средней твердости, ковкий литейный чугун, чугун GGG, средняя обрабатываемость резанием	1350	0,28
	Высоколегированный литейный чугун, плохо поддающийся обработке резанием, ковкий литейный чугун, чугун GGG, плохо поддающийся обработке резанием	1470	0,30

Цветные металлы (N)

Группа	Материал	Rm (Н/мм²)	mc
N	Сплав цветных металлов, легко поддающийся обработке резанием, алюминий с <16 % Si, латунь, цинк, магний	700	0,25
	Сплав цветных металлов, тяжело поддающийся обработке резанием, алюминий с >16 % Si, бронза, медь, алюминиевые сплавы (никель, медь, магний)	700	0,27

Жаропрочные сплавы и титановые сплавы (S)

Группа	Материал	Rm (Н/мм²)	mc
S	Никель-, кобальт- и железосодержащие жаропрочные сплавы с твердостью <30 HRc, инконель 800 и инконель 601, 617 и 625, монель металл 400	2600	0,24
	Никель-, кобальт- и железосодержащие жаропрочные сплавы с твердостью 30 HRc, инконель 718 и 750-X, инконель 925 и, монель металл K-500B	3300	0,24
	Титановые сплавы, Ti-6Al-4V	1450	0,23

Формулы расчета твердости

Параметр	Обозначение	Формула / Описание
Предел прочности при растяжении	Н/мм²	Rm
Твердость по Виккерсу	HV	Алмазная пирамида 136° Контрольная сила F ≥ 98 H
Твердость по Бринеллю	HB	0,102 × F/D² = 30 Н/мм² Расчитывается из: HB = 0,95 × HV где F = Контрольная сила в H, D = Диаметр шара в мм
Твердость по Роквеллу C	HRC	Алмазный конус 120° Общая контрольная сила 1471 ± 9 H

Как пользоваться таблицами

Перевод единиц твердости

1. Определите известное значение - найдите в таблице значение твердости, которое вам известно (HV, HB или HRC)
2. Найдите соответствующую строку - двигайтесь по строке для получения эквивалентных значений в других шкалах
3. Определите предел прочности - в первом столбце указан приблизительный предел прочности при растяжении

Пример использования

Если твердость по Бринеллю составляет HB 300:

• Твердость по Виккерсу: HV 310
• Твердость по Роквеллу: HRC 31,0
• Предел прочности: Rm ≈ 995 Н/мм²

Скачать таблицу твердости металлов

Область применения таблиц

Данные таблицы используются в следующих областях:

• Контроль качества - проверка соответствия твердости материала техническим требованиям
• Выбор инструмента - определение оптимальных режимов резания на основе твердости обрабатываемого материала
• Проектирование - расчет допустимых нагрузок на детали исходя из предела прочности
• Сертификация - документирование характеристик материалов
• Обучение - справочный материал для студентов и начинающих специалистов

Важные замечания

1. Приблизительность значений - пересчет твердости между различными шкалами дает приблизительные результаты. Для точных измерений используйте соответствующий метод.
2. Стандарты - таблицы составлены в соответствии с DIN 50150 и другими международными стандартами.
3. Точность измерений - значения в скобках указывают на меньшую точность соответствия.
4. Температурные условия - измерения твердости должны проводиться при стандартной температуре 20°C.
5. Подготовка поверхности - качество подготовки поверхности образца влияет на точность измерений.

Заключение

Представленные таблицы твердости металлов являются незаменимым инструментом для специалистов металлургической и машиностроительной отраслей. Они позволяют быстро переводить значения между различными шкалами твердости и определять механические свойства материалов.

Регулярное использование данных таблиц повышает точность расчетов, оптимизирует производственные процессы и обеспечивает высокое качество готовой продукции.

Рекомендуем сохранить эту страницу в закладки или скачать таблицу в формате Excel для удобного использования в работе.