硬度換算機
HRC、HB、HV、Shore硬度スケール間の変換. ASTM E140硬度換算表に基づきます。鋼材に対するRockwell、Brinell、Vickers、Shore硬度スケール間の近似変換を提供します。
ASTM E140硬度換算表に基づきます。鋼材に対するRockwell、Brinell、Vickers、Shore硬度スケール間の近似変換を提供します。
硬度スケールとは何か、どう関連していますか?
硬さは、材料の局部的な塑性変形に対する抵抗を表す指標です。スケールごとに使用する圧子と荷重が異なります: ロックウェルC(HRC)は 150 kgf のダイヤモンド円錐圧子、ブリネル(HB)は 3000 kgf の 10 mm 超硬合金球、ビッカース(HV)は可変荷重のダイヤモンド四角錐圧子を使用します。
スケール間の換算は数学的なものではなく経験的なもので、ASTM E140 の相関表に基づいています。両者の関係が近似的に線形となるのは限られた範囲内のみです。HRC は焼入れ鋼(20-68 HRC)に最も一般的に使用され、HB はより軟らかい材料や鋳物に適しています。
代表的な硬さの値: 軟鋼 ~120 HB、中炭素鋼(焼入れ焼戻し)~30 HRC、工具鋼(焼入れ)~60 HRC、浸炭硬化表面 ~700 HV。ここでのショア列は ASTM E140 が換算するスクレロスコープ反発試験(HS)です — ゴムやプラスチックに用いるショアDデュロメータとは名称が同じだけで、あちらは別の尺度で圧入量を測る試験です。
硬さと引張強さの関係は、炭素鋼および合金鋼においてほぼ線形です:UTS(MPa)≈ 3.45 × HB。これは現場でポータブル硬さ試験機を使用して引張強さを非破壊的に推定する便利な方法を提供します。ただし、この相関関係は非鉄金属や激しく冷間加工された鋼には適用されません。
最新の自動硬さ試験機は自動的に変換を実行できますが、基本的な関係を理解することは、試験報告書を検証し、異なるサプライヤーが使用する測定スケール間の紛争を解決する必要がある品質エンジニアにとって不可欠です。
Formula: HRC ≈ HV/10.2 − 3 (粗い近似、20-60 HRC 範囲) HB ≈ HV × 0.95 (HB < 350 の場合) 実際の換算には ASTM E140 の換算表を使用
計算例
鋼部品の測定値が 45 HRC の場合、ASTM E140 の換算表より約 446 HV、421 HB、ショア スクレロスコープ尺度でおよそ 62 HSに相当します。近似引張強さは約 1480 MPa です。
このツールの使用場面
- 材料試験成績書がHBで記載されているが図面がHRCを要求している場合 — 受入判定のために変換が必要
- 受入材料検査でポータブル硬さ試験機の読み取りから引張強さを推定
- 異なる硬さスケールを使用する国際規格間の材料仕様の比較(例:JISはHV、ASTMはHRCを使用)
- 利用可能な試験機が仕様で要求されるものと異なるスケールを使用する場合の熱処理結果の確認
避けるべき一般的な間違い
- ASTM E140の変換を正確なものとして扱う — 経験的近似値であり±2 HRCの一般的な不確かさがあり、20-60 HRC範囲外では精度が低下します
- 炭素鋼/合金鋼用に設計された変換をステンレス鋼、アルミニウム、非鉄金属に使用 — 相関表は材料固有です
- 複数のスケールを順次変換(例:HRC→HV→HB) — 各変換で誤差が蓄積されるため、常に測定されたスケールから直接変換する必要があります
- 試験方法の限界を無視 — HRCは圧痕深さの10倍以上の最小厚さが必要であり、HBは450 HB以上の硬化鋼には不適切です
結果の解釈方法
- HRC 20-30:中程度の硬さ — 一般機械に適した焼入れ焼戻し構造用鋼の典型値
- HRC 30-45:硬質 — 高張力ボルト(Class 10.9)、歯車、耐摩耗性が要求される軸の典型値
- HRC 45-58:非常に硬質 — 工具鋼、軸受レース、表面硬化処理部品
- HRC 58-68:超硬質 — 切削工具、ゲージ、耐摩耗板;この範囲で材料は脆くなる
- HB 200未満:軟質で被削性良好 — 一般的な機械加工と成形作業に適する
関連規格・参考文献
- ASTM E140 — 金属の標準硬さ換算表(すべての換算の基礎)
- ASTM E18 — ロックウェル硬さの標準試験方法
- ASTM E10 — ブリネル硬さの標準試験方法
- ISO 6508 — 金属材料 — ロックウェル硬さ試験
- ISO 6506 — 金属材料 — ブリネル硬さ試験
ASTM E140 硬度換算表
この計算機が補間の基準とする換算表全体です — HRC 20~68の範囲と、それに対応するHB・HV・ショア スクレロスコープ(HS)値。
| HRC (ロックウェルC) | HB (ブリネル) | HV (ビッカース) | HS (スクレロスコープ) |
|---|---|---|---|
| 68 | 739 | 940 | 97 |
| 65 | 739 | 832 | 91 |
| 60 | 613 | 697 | 81 |
| 55 | 560 | 595 | 75 |
| 50 | 481 | 513 | 68 |
| 45 | 421 | 446 | 62 |
| 40 | 371 | 392 | 56 |
| 35 | 327 | 345 | 51 |
| 30 | 286 | 302 | 45 |
| 25 | 253 | 266 | 40 |
| 20 | 226 | 238 | 36 |
よくある質問
図面ではどの硬さスケールを指定すべきですか?
20 HRCを超える焼入れ鋼(熱処理部品、工具、ばね)にはHRCを使用します。350 HB未満の軟質鋼、鋳物、非鉄金属にはHBを使用します。薄肉部、硬化層深さ、および単一スケールで広い範囲が必要な場合はHVを使用します。必ずスケールと試験条件を明記してください。
硬さ換算は正確ですか?
いいえ。ASTM E140の換算は、炭素鋼および合金鋼に対してのみ有効な経験的近似です。ステンレス鋼、非鉄金属、および極端な範囲では精度が低下します。換算表には一般に±2 HRC程度の不確かさがあります。重要な仕様では、換算に頼らず、要求されるスケールで直接試験してください。
硬さ測定から引張強さを推定できますか?
はい、炭素鋼および合金鋼の場合は可能です。概算の関係はUTS(MPa)≈ 3.45 × HB(ブリネル)です。例えば、200 HB ≈ 690 MPaの引張強さです。これは現場推定法であり実際の引張試験の代替ではありませんが、破壊試験が実用的でない場合の受入検査や材料検証に広く使用されています。