Quy đổi độ cứng HRC sang HB: 45 HRC ≈ 432 HB (≈ 446 HV); 50 HRC ≈ 487 HB; 30 HRC ≈ 294 HB. Bảng quy đổi theo ASTM E140 / ISO 18265 chỉ đúng cho thép cacbon và thép hợp kim thấp (không austenit), sai số cộng thêm khoảng ±5% trong dải 20–60 HRC. Trên 51 HRC không còn giá trị HB tương đương vì bi thép bị biến dạng.
Độ cứng quyết định chi tiết có giữ được kích thước sau nhiệt luyện và chịu mòn ở bề mặt lắp ghép hay không, nên thường được đọc cùng lúc với việc chọn kiểu lắp lỏng, trung gian hay chặt cho mối ghép đó.
Thuộc chuyên trang Đo lường & dung sai của cokhi.net. Cần quy đổi nhanh giữa các thang đo độ cứng? Dùng công cụ quy đổi độ cứng HRC – HB – HV — bài này giải thích NGUỒN GỐC và GIỚI HẠN của bảng quy đổi mà công cụ sử dụng: ASTM E140 (Standard Hardness Conversion Tables for Metals).
ASTM E140 là gì và vì sao bảng quy đổi lại là thực nghiệm?
ASTM E140 là tiêu chuẩn cung cấp bảng quy đổi THỰC NGHIỆM (empirical) giữa các thang đo độ cứng phổ biến cho kim loại: Rockwell C (HRC), Rockwell B (HRB), Brinell (HB/HBW), Vickers (HV) và Knoop (HK). Từ "thực nghiệm" ở đây quan trọng — bảng quy đổi được xây dựng từ dữ liệu đo THỰC TẾ trên nhiều mẫu vật liệu, không phải công thức toán học lý thuyết — vì bản chất mỗi phương pháp đo độ cứng (mũi đâm kim cương, bi thép, hình chóp...) đo một đại lượng vật lý hơi khác nhau, quan hệ giữa chúng không tuyến tính hoàn hảo.
Khi nào KHÔNG dùng được bảng quy đổi độ cứng?
Bảng quy đổi ASTM E140 chỉ có giá trị tin cậy cho thép KHÔNG phải austenit (thép carbon, thép hợp kim thấp đã tôi/ủ thông thường). Dùng bảng này để quy đổi độ cứng cho inox austenit (dòng 300), nhôm, đồng, gang cho kết quả KHÔNG chính xác — các vật liệu này cần dữ liệu quy đổi riêng theo đúng loại vật liệu, không dùng chung bảng thép carbon.
Quy đổi độ cứng có chính xác không?
Ngay cả trong phạm vi áp dụng đúng (thép không austenit), độ chính xác của giá trị quy đổi trong dải phổ biến (khoảng 20–60 HRC) vào khoảng ±5% — đây KHÔNG phải sai số đo trực tiếp mà là sai số CỘNG THÊM do bản chất quy đổi gián tiếp giữa hai phương pháp đo khác nhau. Với ứng dụng cần độ chính xác cao (nghiệm thu hợp đồng, kiểm định chất lượng), nên đo TRỰC TIẾP bằng đúng phương pháp yêu cầu, không dùng giá trị quy đổi thay thế.
Bảng tra quy đổi độ cứng HRC – HB – HV đầy đủ
Bảng dưới là toàn bộ dải HRC có trong ISO 18265:2013 bảng A.1 / ASTM E140 cho thép cacbon và thép hợp kim thấp — tra trực tiếp, không cần nhập liệu. Giá trị HB đo bằng bi thép tải 3000 kg.
| HRC | HB (bi thép 3000 kg) | HV |
|---|---|---|
| 68 | — | 940 |
| 67 | — | 900 |
| 66 | — | 865 |
| 65 | — | 832 |
| 64 | — | 800 |
| 63 | — | 772 |
| 62 | — | 746 |
| 61 | — | 720 |
| 60 | — | 697 |
| 59 | — | 674 |
| 58 | — | 653 |
| 57 | — | 633 |
| 56 | — | 613 |
| 55 | — | 595 |
| 54 | — | 577 |
| 53 | — | 560 |
| 52 | — | 544 |
| 51 | 500 | 528 |
| 50 | 487 | 513 |
| 49 | 475 | 498 |
| 48 | 464 | 484 |
| 47 | 451 | 471 |
| 46 | 442 | 458 |
| 45 | 432 | 446 |
| 44 | 421 | 434 |
| 43 | 409 | 423 |
| 42 | 400 | 412 |
| 41 | 390 | 402 |
| 40 | 381 | 392 |
| 39 | 371 | 382 |
| 38 | 362 | 372 |
| 37 | 353 | 363 |
| 36 | 344 | 354 |
| 35 | 336 | 345 |
| 34 | 327 | 336 |
| 33 | 319 | 327 |
| 32 | 311 | 318 |
| 31 | 301 | 310 |
| 30 | 294 | 302 |
| 29 | 286 | 294 |
| 28 | 279 | 286 |
| 27 | 271 | 279 |
| 26 | 264 | 272 |
| 25 | 258 | 266 |
| 24 | 253 | 260 |
| 23 | 247 | 254 |
| 22 | 243 | 248 |
| 21 | 237 | 243 |
| 20 | 231 | 238 |
Dấu "—" nghĩa là thang đó không có giá trị tương đương trong tiêu chuẩn, không phải thiếu dữ liệu: trên 51 HRC, bi thép Brinell bị biến dạng dẻo nên phép đo mất ý nghĩa — dùng HRC hoặc HV thay thế.
Cần giá trị nằm GIỮA hai hàng (ví dụ 47,5 HRC)? Dùng công cụ quy đổi độ cứng — công cụ nội suy tuyến tính trong bảng và trả về trống khi vượt ra ngoài, thay vì ngoại suy ra số sai.
Nên dùng thang đo nào cho ứng dụng nào?
- HRC (Rockwell C): dùng cho thép đã tôi cứng, trên khoảng 20 HRC — phổ biến nhất trong kiểm tra chi tiết máy đã nhiệt luyện.
- HRB (Rockwell B): dùng cho thép ủ mềm và vật liệu mềm hơn, dưới khoảng 100 HRB.
- HB (Brinell): dùng cho phôi/vật đúc lớn, bề mặt thô — vết đâm lớn cho kết quả đại diện tốt hơn trên bề mặt không đồng nhất.
- HV (Vickers)/HK (Knoop): dùng cho lớp phủ mỏng, chiều sâu thấm cacbon, đo vi mô (microhardness) — vết đâm rất nhỏ, phù hợp đo tại các vùng cục bộ hẹp.
Liên hệ thực tế với nhiệt luyện: xem thêm tôi cục bộ vùng chịu mòn — độ cứng đo được sau tôi cục bộ thường cần đo bằng HV do vùng tôi cứng có diện tích nhỏ, không đủ chỗ cho vết đâm HRC/HB tiêu chuẩn.
Thuật ngữ
- Thép austenit: thép có cấu trúc tinh thể austenit ổn định ở nhiệt độ thường (điển hình là inox dòng 300 như 304/316), có hành vi biến dạng khi đo độ cứng khác thép thường, không dùng chung bảng quy đổi ASTM E140.
- Quy đổi thực nghiệm (empirical conversion): bảng/công thức xây dựng từ dữ liệu đo thực tế, khác với công thức lý thuyết suy ra từ nguyên lý vật lý thuần túy.
FAQ
Vì sao bảng quy đổi ASTM E140 gọi là "thực nghiệm" thay vì công thức toán học? Vì bảng được xây dựng từ dữ liệu đo thực tế trên nhiều mẫu vật liệu — mỗi phương pháp đo độ cứng (mũi kim cương, bi thép, hình chóp...) đo một đại lượng vật lý hơi khác nhau, quan hệ giữa chúng không tuyến tính hoàn hảo nên không thể suy ra bằng công thức lý thuyết đơn thuần.
Bảng quy đổi ASTM E140 có dùng được cho inox austenit hoặc nhôm không? Không — bảng chỉ có giá trị tin cậy cho thép KHÔNG phải austenit (thép carbon, thép hợp kim thấp đã tôi/ủ thông thường); inox austenit, nhôm, đồng, gang cần dữ liệu quy đổi riêng.
Sai số của giá trị quy đổi lớn cỡ nào? Khoảng ±5% trong dải phổ biến (20–60 HRC) — đây là sai số cộng thêm do bản chất quy đổi gián tiếp giữa hai phương pháp đo khác nhau, không phải sai số đo trực tiếp.
Khi nào không nên dùng giá trị quy đổi mà phải đo trực tiếp? Với ứng dụng cần độ chính xác cao như nghiệm thu hợp đồng hoặc kiểm định chất lượng — nên đo trực tiếp bằng đúng phương pháp yêu cầu thay vì dùng giá trị quy đổi thay thế.
HRC dùng cho loại thép nào? Thép đã tôi cứng, trên khoảng 20 HRC — phổ biến nhất trong kiểm tra chi tiết máy đã nhiệt luyện.
Tài liệu tham khảo
- ASTM International, ASTM E140 — Standard Hardness Conversion Tables for Metals: https://pppars.com/wp-content/uploads/2020/12/ASTM-E-140-%E2%80%93-07.pdf
- RivCut, Hardness Conversion: HRC, HRB, HB, HV (ASTM E140): https://www.rivcut.com/resources/hardness-conversion-calculator
- MetricMech, Hardness Conversion Chart: HRC, HB, HV (ASTM E140): https://metricmech.com/reference/hardness-conversion-chart
Xem thêm
Bảng trên là bảng QUY ĐỔI giữa các thang đã đo — cách thực hiện phép ĐO (mũi đâm nào, khi nào chọn thang nào) xem ở phương pháp đo độ cứng: Rockwell, Brinell, Vickers.
Câu hỏi thường gặp
45 HRC bằng bao nhiêu HB? 45 HRC tương đương khoảng 432 HB (bi thép 3000 kg), hoặc 446 HV, theo ISO 18265:2013 bảng A.1 / ASTM E140 cho thép cacbon và thép hợp kim thấp. Giá trị này là quy đổi gián tiếp, có sai số cộng thêm khoảng ±5% so với đo trực tiếp bằng thang HB.
Vì sao thép trên 51 HRC không có giá trị HB tương đương? Vì phép đo Brinell dùng bi thép: với vật liệu quá cứng, chính viên bi bị biến dạng dẻo nên đường kính vết đâm không còn phản ánh đúng độ cứng vật liệu. Trong dải cao, tiêu chuẩn chỉ giữ HRC và HV (mũi kim cương, không biến dạng).
Quy đổi độ cứng cho inox 304 hoặc nhôm có dùng bảng này được không? Không. Bảng ASTM E140/ISO 18265 dẫn ở trên chỉ tin cậy cho thép KHÔNG phải austenit. Inox austenit dòng 300, nhôm, đồng và gang có quan hệ giữa các thang đo khác hẳn — phải dùng bảng quy đổi riêng theo đúng nhóm vật liệu.
Khi nào phải đo trực tiếp thay vì quy đổi? Khi con số dùng để nghiệm thu hợp đồng, kiểm định chất lượng hoặc tranh chấp kỹ thuật. Quy đổi cộng thêm sai số riêng của nó lên trên sai số đo — nếu bản vẽ yêu cầu HRC thì đo bằng HRC, không đo HB rồi quy đổi.
Xem thêm trong chủ đề này: Nhóm dung sai hình dạng GD&T → · Nhóm dung sai hướng GD&T → · Dung sai vị trí (Position) trong GD&T → · Nhóm dung sai độ đảo GD&T → · MMC, LMC, RFS trong GD&T → · Dung sai biên dạng GD&T →