Tabela twardości materiałów obejmuje 3 podstawowe jednostki: Brinella, Vickersa oraz Rockwella.
Wytrzymałość na rozciąganie Rm [N/mm2] | Twardość Vickresa HV | Twardość Brinella HB | Twardość Rockwella HRC | Wytrzymałość na rozciąganie Rm [N/mm2] | Twardość Vickersa HV | Twardość Brinella HB | Twardość Rockwella HRC |
255 | 80 | 76 | – | 1155 | 360 | 342 | 37 |
285 | 90 | 86 | – | 1220 | 380 | 361 | 39 |
320 | 100 | 95 | – | 1290 | 400 | 380 | 41 |
350 | 110 | 105 | – | 1350 | 420 | 399 | 43 |
385 | 120 | 114 | – | 1420 | 440 | 418 | 45 |
415 | 130 | 124 | – | 1485 | 460 | 437 | 46 |
450 | 140 | 133 | – | 1555 | 480 | 456 | 48 |
480 | 150 | 143 | – | 1595 | 490 | 466 | 48 |
510 | 160 | 152 | – | 1665 | 510 | 485 | 50 |
545 | 170 | 162 | – | 1740 | 530 | 504 | 51 |
575 | 180 | 171 | – | 1810 | 550 | 523 | 52 |
610 | 190 | 181 | – | 1880 | 570 | 542 | 54 |
640 | 200 | 190 | – | 1955 | 590 | 561 | 55 |
675 | 210 | 199 | – | 2030 | 610 | 580 | 56 |
705 | 220 | 209 | – | 2105 | 630 | 599 | 57 |
740 | 230 | 219 | – | 2180 | 650 | 618 | 58 |
770 | 240 | 228 | 20 | – | 670 | – | 59 |
800 | 250 | 238 | 22 | – | 690 | – | 60 |
835 | 260 | 247 | 24 | – | 720 | – | 61 |
865 | 270 | 257 | 26 | – | 760 | – | 63 |
900 | 280 | 266 | 27 | – | 800 | – | 64 |
930 | 290 | 276 | 29 | – | 840 | – | 65 |
965 | 300 | 285 | 30 | – | 880 | – | 66 |
1030 | 320 | 304 | 32 | – | 920 | – | 68 |
1095 | 340 | 323 | 34 | – | 940 | – | 68 |
Skala twardości Brinella
Pomiar twardości metodą Brinella został opracowany przez szwedzkiego inżyniera Johana Augusta Brinella w 1990 roku. Twardość w skali Brinella określa się w jednostkach HB w skali zawierającej się od 3 do 600 HB. Próba twardości polega na wciśnięciu w materiał kulki wykonanej ze stali lub węglików spiekanych i zbadaniu średnicy odcisku. Dla materiałów o twardości do 450HB stosuje się kulki zrobione ze stali (oznaczenie HBS). Przy określaniu twardości materiałów powyżej 350 HB stosuje się kulki z węglików spiekanych (oznaczenie HBW).
Wzór Brinella na twardość materiału
Twardość wg. skali Brinella oblicza się wg. wzoru:
Gdzie:
F – siła obciążająca [N]
D – średnica kulki [mm]
d – średnica odcisku [mm]
Skala twardości i metoda Vickersa
Metoda Vickersa została opracowana przez R. L. Smitha i G. E. Sandlanda. Nazwa tej skali i metody sprawdzania twardości pochodzi jednak od firmy Vickers Armstrong, która jako pierwsza zaczęła produkować twardościomierze wykorzystujące tą metodę. Twardość wg. Vickersa oznacza się w jednostkach HV, w skali od 80 HV do 940 HV.
Wzór Vickersa na twardość materiału
Gdzie
F – siła [N]
A – pole powierzchni odcisku [mm]
d – przekątna otrzymanego odcisku [mm]
Skala twardości i metoda Rockwella
Metoda Rockwella to pomiar twardości materiałów opracowany przez 2 Amerykanów – Stanleya i Hughona Rockwell. Pierwszy taki twardościomierz wyprodukowała firma Wilson we współpracy z wynalazcami.
Metoda Rockwella na określenie twardości stali polega najczęściej na wciśnięciu diamentowego stożka o kącie 120 stopni w materiał badany a następnie odczycie z zegara gotowej wartości HRC. Dla materiałów miękkich takich jak aluminium, mosiądz i miękkie stale używa się też kulek stalowych. Skala Rockwell zawiera się w wartości 20-100 HRC.
Etap 1 – obciążenie wstępne F0, ustawienie czujnika
Etap 2 – obciążenie robocze FO + F1, przy którym powstaje trwałe odkształcenie
Etap 3 – odciążenie do obciążenia wstępnego F0, odczyt twardości ze skali czujnika w jednostkach HRB