Tvrdost kovů – tabulka HRC, HB, HV, metody měření, převody

Tvrdost [H] je mechanická vlastnost, která je velmi důležitá v technické praxi především pro kovové materiály. Tvrdost lze zjistit velmi snadno pomocí řady mechanických zkoušek. Používané metody měření tvrdosti prakticky neporušují měřenou součást.

Podle hodnoty tvrdosti lze odhadnout také další vlastnosti materiálu. V hojné míře se pro tyto účely používají empirické koeficienty.

Definice tvrdosti

Tvrdost: Tvrdost je definována jako odpor, který klade materiál proti vnikání cizího tělesa.

Hodnoty tvrdosti se uvádějí bezrozměrně, nebo jednotkou N.mm^-2. Použití jednotky N.mm^-2 může vést k záměně za pevnost. Proto se často tvrdost uvádí bezrozměrně s udáním způsobu měření nebo stupnice.

Zkoušky tvrdosti

Zkoušky tvrdosti rozdělujeme na:

statické (tvrdost podle Brinella, Knoopa, Rockwella, Vickerse)
dynamické (Poldi kladívko, Baumanovo kladívko, Shoreho skleroskop, duroskop)

Další dělení:

zkoušky vrypové (Martens),
vnikací (Brinell, Knoop, Rockwell, Vickers),
odrazové (Shore).

Zdroj: [16], Pavel Kryštůfek (zkráceno, upraveno)

Tvrdost podle různých metod

Srovnávat hodnoty tvrdosti lze jen při použití stejné metody a stejného zkušebního zatížení. Převody hodnot tvrdosti podle různých metod jsou pouze orientační. Takové převody tvrdosti jsou možné jen na základě provedených porovnávacích zkoušek.

Převod tvrdosti je obsahem normy ČSN EN ISO 18265 (420379) Kovové materiály - Převod hodnot tvrdosti (ISO 18265:2003).

Tabulka srovnání tvrdosti podle různých metod měření
Rockwell			Brinell		Vickers	Shore
HRA	HRB	HRC	30000 kg	500 kg	136
600 N kužel	1500 N 1/16" kulička	1500 N kužel	10mm ocel. kulička	10mm ocel. kulička	diam. jehlan	sklerospkop
86,5		70			1076	101
86,0		69			1044	99
85,6		68			940	97
85,0		67			900	95
84,5		66			865	92
83,9		65	739		832	91
83,4		64	722		800	88
82,8		63	705		772	87
82,3		62	688		746	85
81,8		61	670		720	83
81,2		60	654		697	81
80,7		59	634		674	80
80,1		58	615		653	78
79,6		57	595		633	76
79,0		56	577		613	75
78,5	120	55	560		595	74
78,0	120	54	543		577	72
77,4	119	53	525		560	71
76,8	119	52	500		544	69
76,3	118	51	487		528	68
75,9	117	50	475		513	67
75,2	117	49	464		498	66
74,7	116	48	451		484	64
74,1	116	47	442		471	63
73,6	115	46	432		458	62
73,1	115	45	421		446	60
72,5	114	44	409		434	58
72,0	113	43	400		423	57
71,5	113	42	390		412	56
70,9	112	41	381		402	55
70,4	112	40	371		392	54
69,9	111	39	362		382	52
69,4	110	38	353		372	51
68,9	110	37	344		363	50
68,4	109	36	336		354	49
67,9	109	35	327		345	48
67,4	108	34	319		336	47
66,8	108	33	311		327	46
66,3	107	32	301		318	44
65,8	106	31	294		310	43
65,3	105	30	286		302	42
64,7	104	29	279		294	41
64,3	104	28	271		286	41
63,8	103	27	264		279	40
63,3	103	26	258		272	39
62,8	102	25	253		266	38
62,4	121	24	247		260	37
62,0	100	23	240	201	254	36
61,5	99	22	234	195	248	35
61,0	98	21	228	189	243	35
60,5	97	20	222	184	238	34
59,0	96	18	216	179	230	33
58,0	95	16	210	175	222	32
57,5	94	15	205	171	213	31
57,0	93	13	200	167	208	30
56,5	92	12	195	163	204	29
56,0	91	10	190	160	196	28
55,5	90	9	185	157	192	27
55,0	89	8	180	154	188	26
54,0	88	7	176	151	184	26
53,5	87	6	172	148	180	26
53,0	86	5	169	145	176	25
52,5	85	4	165	142	173	25
52,0	84	3	162	140	170	25
51,0	83	2	159	137	166	24
50,5	82	1	156	135	163	24
50,0	81	0	153	133	160	24
49,5	80		150	130
49,0	79		147	128
48,5	78		144	126
48,0	77		141	124
47,0	76		139	122
46,5	75		137	120
46,0	74		135	118
45,5	73		132	116
45,0	72		130	114
44,5	71		127	112
44,0	70		125	110
43,5	69		123	109
43,0	68		121	107
42,5	67		119	106
42,0	66		117	104
41,8	65		116	102
41,5	64		114	101
41,0	63		112	99
40,5	62		110	98
40,0	61		108	96
39,5	60		107	95
39,0	59		106	94
38,5	58		104	92
38,0	57		102	91
37,8	56		101	90
37,5	55		99	89
37,0	54			87
36,5	53			86
36,0	52			85
35,5	51			84
35,0	50			83
34,8	49			82
34,5	48			81
34,0	47			80
33,5	46			79
33,0	45			79
32,5	44			78
32,0	43			77
31,5	42			76
31,0	41			75
30,8	40			74
30,5	39			74
30,0	38			73
29,5	37			72
29,0	36			71
28,5	35			71
28,0	34			70
27,8	33			69
27,5	32			68
27,0	31			68
26,5	30			67
26,0	29			66
25,5	28			66
25,0	27			65
24,5	26			65
24,2	25			64
24,0	24			64
23,5	23			63
23,0	22			63
22,5	21			62
22,0	20			62
21,5	19			61
21,2	18			61
21,0	17			60
20,5	16	60
20,0	15	59
	14	59
	13	58
	12	58
	11	57
	10	57
	9	56
	8	56
	7	56
	6	55
	5	55
	4	55
	3	54
	2	54
	1	53
	0	53

Zdroj: Corrosionsource.com

Převody tvrdosti on-line

Můžete také použít převodník tvrdosti – on-line konverze mezi hodnotami tvrdosti určených podle různých metod měření tvrdosti.

Tvrdost vybraných kovů a materiálů

Orientační hodnoty tvrdosti nejčastěji hledaných kovových materiálů. Přesné hodnoty závisí na složení slitiny, tepelném zpracování a normě – vždy ověřujte v materiálovém listu.

Orientační tvrdost vybraných kovů a materiálů
Materiál	HB (Brinell)	HRC (Rockwell C)	HV (Vickers)
Oceli
Konstrukční ocel (nízkolegovaná, žíhaná)	120–180	–	125–190
Konstrukční ocel (cementovaná, povrch)	–	58–63	620–750
Nástrojová ocel (kalená)	–	60–65	697–800
Nerezová ocel austenitická (např. 304)	70–90	–	75–95
Nerezová ocel martenzitická (kalená)	–	48–58	460–600
Neželezné kovy
Hliník čistý	15–25	–	15–25
Hliníková slitina (AlCuMg, Al 2024-T4)	120	–	130
Měď čistá (žíhaná)	35–45	–	35–45
Mosaz (CuZn37)	60–100	–	65–105
Titan čistý	70–80	–	70–85
Slitina titanu (Ti-6Al-4V)	–	36	340
Ostatní materiály
Tvrdokov (WC-Co)	–	–	1 300–1 600
Sklo (sodnovápenné)	–	–	~500

Pro tvrdost nekovových materiálů, minerálů a hornin viz Mohsova stupnice tvrdosti. Pro tvrdost dřeva viz Tvrdost dřeva (Brinell).

Časté otázky

Jaká je tvrdost oceli (HRC, HB)?: Závisí na složení a tepelném zpracování. Nízkolegovaná konstrukční ocel má typicky 120–180 HB. Kalená nástrojová ocel dosahuje 60–65 HRC (přibližně 700–800 HV). Nerezová austenitická ocel se pohybuje kolem 70–90 HB. Orientační hodnoty najdete v tabulce výše, přesné hodnoty udává materiálový list.
Jaká je jednotka tvrdosti?: Tvrdost se zpravidla uvádí bezrozměrně s označením metody: HRC (Rockwell C), HB (Brinell), HV (Vickers), HS (Shore). Fyzikálně ji lze vyjádřit v N/mm², ale to vede k záměně za pevnost, proto se preferuje bezrozměrné číslo s označením metody.
Jaký je rozdíl mezi HRC, HRB a HRA?: Jde o různé stupnice Rockwellovy metody, lišící se indentorem a zatížením. HRC (kužel, 150 kg) – pro tvrdé kovy a kalenou ocel (rozsah 20–70). HRB (kulička 1/16″, 100 kg) – pro měkčí kovy: hliník, mosaz, měkká ocel (rozsah 0–100). HRA (kužel, 60 kg) – pro velmi tvrdé materiály a karbidy.
Jak se liší Vickersova a Brinellova metoda?: Brinellova metoda (HB) používá ocelovou kuličku ∅ 10 mm a zatížení 3 000 kg – zanechává velký otisk, nelze použít na tenkostěnné díly. Vickersova metoda (HV) používá diamantový čtyřboký jehlan s variabilním zatížením – otisk je malý, vhodná i pro povrchové vrstvy a tvrdé kovy.
Pro jaké materiály se používá Shore tvrdost?: Shoreho metoda má dvě varianty: Shore A pro měkkou pryž a plasty, Shore D pro tvrdé plasty a ebonit. Pro kovy se Shore A/D nepoužívá – tam se uplatňuje Shoreho skleroskop (odrazová metoda, značka HS), který měří výšku odrazu diamantového hrotu.