ตารางเทียบค่าความแข็งโลหะ (Hardness Conversion)

ตารางเทียบค่าความแข็งได้จากการวัดชิ้นงานจำนวนมากด้วยหลายวิธีแล้วหาความสัมพันธ์ จึงเป็น ค่าโดยประมาณที่ใช้ได้กับกลุ่มวัสดุที่ตารางระบุเท่านั้น ค่าในหน้านี้มาจาก ASTM E140 งานที่ต้องอ้างอิงให้ใช้ตารางเต็มจากมาตรฐานฉบับที่โรงงานหรือลูกค้ากำหนด

หลักการของแต่ละวิธี วิธีเลือก และวิธีวัดอยู่ในบทความการวัดความแข็ง

---

สเกลความแข็งหลัก

• Rockwell C (HRC): หัวกดเพชรทรงกรวยมุม 120° แรงกดรวม 150 kgf ใช้กับเหล็กชุบแข็ง ช่วงวัด 20 ถึง 68 HRC
• Rockwell B (HRB): หัวกดลูกบอล Ø1/16 นิ้ว แรงกดรวม 100 kgf ใช้กับเหล็กกล้าที่ยังไม่ชุบ ทองเหลือง และอะลูมิเนียมชนิดแข็ง
• Rockwell A (HRA): หัวกดเพชรเดียวกับ HRC แรงกดรวม 60 kgf ใช้กับวัสดุแข็งมากหรือบาง เช่น คาร์ไบด์
• Brinell (HBW): หัวกดลูกบอลคาร์ไบด์ Ø10 มม. แรงกด 3000 kgf สำหรับเหล็ก ส่วนโลหะอ่อนใช้ 500 kgf ค่าที่แรงกดต่างกันเทียบกันตรงๆ ไม่ได้
• Vickers (HV): หัวกดเพชรทรงพีระมิดฐานสี่เหลี่ยม มุม 136° ใช้ได้ตั้งแต่โลหะอ่อนถึงแข็งมาก และชั้นผิวชุบแข็งบางๆ

---

เหล็กกล้าคาร์บอน เหล็กกล้าผสม และเหล็กกล้าเครื่องมือ

ใช้กับเหล็กกล้าที่ไม่ใช่ออสเทนนิติก ทั้งที่ชุบแข็งแล้วและยังไม่ชุบ ค่า Brinell เป็นของลูกบอลคาร์ไบด์ ช่อง — ที่เกิน 58 HRC คือแข็งเกินกว่าที่ Brinell ใช้วัด

HRC	HV	HBW 10/3000	HRA
68	940	—	85.6
66	865	—	84.5
64	800	—	83.4
62	746	—	82.3
60	697	—	81.2
58	653	615	80.1
56	613	577	79.0
54	577	543	78.0
52	544	512	76.8
50	513	481	75.9
48	484	455	74.7
46	458	432	73.6
44	434	409	72.5

HRC	HV	HBW 10/3000	HRA
42	412	390	71.5
40	392	371	70.4
38	372	353	69.4
36	354	336	68.4
34	336	319	67.4
32	318	301	66.3
30	302	286	65.3
28	286	271	64.3
26	272	258	63.3
24	260	247	62.4
22	248	237	61.5
20	238	226	60.5

เหล็กกล้าที่อ่อนกว่า 20 HRC วัดด้วย HRB

HRB	HV	HB 10/3000
60	107	107
65	116	116
70	125	125
75	137	137
80	150	150
85	165	165
90	185	185
95	210	210
100	240	240

ในช่วงของ HRB ค่า HV กับค่า Brinell ของเหล็กกล้าเท่ากัน

ความต้านทานแรงดึงของเหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าผสมที่ยังไม่ชุบหรือชุบแข็งปานกลางประมาณได้จาก ความต้านทานแรงดึง (MPa) ≈ 3.4 × HBW เช่น 229 HBW ประมาณ 780 MPa ใช้เป็นค่าประมาณเท่านั้น ไม่ใช้แทนการทดสอบแรงดึง และใช้กับวัสดุกลุ่มอื่นไม่ได้

---

เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก

ใช้กับแผ่นเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก เช่น SUS304 และ SUS316 ในสภาพอบอ่อน มาตรฐานให้เฉพาะความสัมพันธ์ระหว่าง HRB กับ Brinell

HRB	HB 10/3000	เหล็กกล้าคาร์บอนที่ HRB เดียวกัน
60	110	107
65	118	116
70	128	125
75	139	137
80	153	150
85	170	165
90	192	185
95	219	210
100	256	240

ที่ค่า HRB เดียวกัน เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกมีค่า Brinell สูงกว่าเหล็กกล้าคาร์บอน และยิ่งแข็งยิ่งต่างกันมาก ที่ 100 HRB ต่างกันถึง 16 หน่วย ตารางนี้ใช้กับเหล็กกล้าไร้สนิมที่ผ่านการขึ้นรูปเย็นจนแข็งขึ้นไม่ได้

---

เหล็กหล่อขาวผสม

ใช้กับเหล็กหล่อขาวผสม (Alloyed white iron) เช่น เหล็กหล่อโครเมียมสูงที่ใช้ทำชิ้นส่วนทนการสึกหรอ

HV 50	HBW	HRC	เหล็กกล้าที่ HV เดียวกัน
400	375	38	ประมาณ 41 HRC
440	410	42	ประมาณ 44 ถึง 45 HRC
500	463	47	ประมาณ 49 HRC
560	516	51	53 HRC
600	551	53	ประมาณ 55 HRC
640	586	55	ประมาณ 57 HRC
700	ไม่ใช้	58	ประมาณ 60 HRC

ที่ค่า HV เดียวกัน เหล็กหล่อขาวผสมอ่านค่า HRC ได้ต่ำกว่าเหล็กกล้าประมาณ 2 หน่วย ถ้านำตารางของเหล็กกล้ามาใช้กับเหล็กหล่อชนิดนี้ ค่าที่เทียบได้จะสูงเกินจริง

ASTM E140 ไม่มีตารางของเหล็กหล่อเทาและเหล็กหล่อเหนียว กราไฟต์ในเนื้อทำให้ค่าจากรอยกดขนาดเล็กกระจายมาก เหล็กหล่อสองชนิดนี้จึงนิยมวัดด้วย Brinell โดยตรง

---

ทองเหลือง 70/30

ใช้กับทองเหลืองที่มีทองแดง 70% และสังกะสี 30% (Cartridge brass เช่น C2600) ทองเหลืองวัดด้วย HRB หรือ HRF ซึ่งใช้ลูกบอลขนาดเดียวกับ HRB แต่แรงกดรวม 60 kgf และค่า Brinell ในตารางนี้ใช้แรงกด 500 kgf ไม่ใช่ 3000 kgf

HV	HRB	HRF	HB 10/500
60	10.0	62.5	55
80	37.5	78.6	72
100	56.0	89.0	88
120	67.0	95.5	106
140	76.0	100.5	122
164	85.0	105.5	142
180	90.0	107.5	156
196	93.5	110.0	169

ความสัมพันธ์ระหว่าง HRB กับ HV ของทองเหลืองใกล้เคียงกับของเหล็กกล้า เช่น ที่ 80 HRB เทียบได้ 150 HV เท่ากัน ส่วนที่ต่างกันมากคือค่า Brinell เพราะใช้แรงกดคนละค่า ที่ 80 HRB ทองเหลืองมีค่า 131 HB ที่แรงกด 500 kgf ขณะที่เหล็กกล้ามีค่า 150 HB ที่แรงกด 3000 kgf จึงต้องดูเงื่อนไขของ Brinell ทุกครั้งที่เทียบ

มาตรฐานมีตารางของทองแดงแยกอีกตารางหนึ่ง ซึ่งค่าขึ้นกับความหนาของแผ่นด้วย ให้ดูจากมาตรฐานโดยตรง

---

อะลูมิเนียมขึ้นรูป

ใช้กับอะลูมิเนียมขึ้นรูป (Wrought aluminium) เช่น แผ่น เส้น และโปรไฟล์อัดรีด ไม่รวมอะลูมิเนียมหล่อ อะลูมิเนียมชนิดแข็งวัดด้วย HRB ชนิดอ่อนวัดด้วย HRE ซึ่งใช้ลูกบอล Ø3.175 มม. (1/8 นิ้ว) กับแรงกดรวม 100 kgf

HB 10/500	HV 15	HRB	HRE
40	44	ไม่ใช้	46
50	56	ไม่ใช้	59
60	68	ไม่ใช้	70
70	80	28	80
80	92	40	88
90	105	51	94
100	117	60	98
110	129	69	100
120	141	76	ไม่ใช้
140	165	86	ไม่ใช้
160	189	91	ไม่ใช้

อะลูมิเนียม A6061-T6 ซึ่งแข็งประมาณ 95 HB จึงเทียบได้ประมาณ 111 HV และ 56 HRB ส่วน A7075-T6 ซึ่งแข็งประมาณ 150 HB เทียบได้ประมาณ 177 HV และ 89 HRB

ที่ 90 HRB อะลูมิเนียมเทียบได้ประมาณ 183 HV ใกล้กับเหล็กกล้าที่ 185 HV แต่ค่า Brinell ของอะลูมิเนียมคือ 155 ที่แรงกด 500 kgf ขณะที่ของเหล็กกล้าคือ 185 ที่แรงกด 3000 kgf

---

ข้อควรระวังในการใช้ตารางเทียบ

• ใช้ตารางของกลุ่มวัสดุที่ตรงกับชิ้นงานเท่านั้น ตารางของเหล็กกล้าเป็นตารางที่หาง่ายที่สุดและมักติดอยู่ข้างเครื่องวัด แต่ใช้กับเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก เหล็กหล่อ ทองเหลือง หรืออะลูมิเนียมไม่ได้
• ดูเงื่อนไขของค่า Brinell ค่า HB ที่แรงกด 500 kgf กับที่แรงกด 3000 kgf ไม่ใช่ค่าเดียวกัน
• ค่าที่เทียบมาใช้ตัดสินผ่านหรือไม่ผ่านที่ขอบของช่วงไม่ได้ ถ้าแบบงานกำหนด 58–62 HRC และวัดได้ 655 HV ซึ่งเทียบได้ประมาณ 58 HRC ต้องวัดซ้ำด้วย HRC
• รายงานค่าที่วัดจริงพร้อมสเกลที่วัดเสมอ แล้วจึงใส่ค่าที่เทียบไว้ในวงเล็บ เช่น 695 HV 30 (ประมาณ 60 HRC)

---

ช่วงความแข็งของวัสดุและเครื่องมือที่พบบ่อยในโรงงาน

วัสดุหรือชิ้นงาน	ความแข็งทั่วไป	สเกลที่นิยมวัด
เหล็กแผ่น SS400 (ดิบ)	110 – 140 HB	HBW หรือ HRB
เหล็กเพลา S45C (ก่อนชุบ)	160 – 210 HB	HBW
S45C ชุบผิวด้วยการเหนี่ยวนำ	50 – 55 HRC	HRC
SCM440 ชุบแข็งมาจากโรงงานเหล็ก (Pre-hardened)	28 – 34 HRC	HRC
เหล็กแม่พิมพ์ SKD11 ชุบแข็ง	58 – 62 HRC	HRC
เหล็กแม่พิมพ์พลาสติก NAK80	37 – 43 HRC	HRC
ดอกสว่านและดอกเอ็นมิลล์ HSS	63 – 66 HRC	HRC
เม็ดมีดคาร์ไบด์	1300 – 1800 HV	HV หรือ HRA
ชั้นผิวไนไตรด์	900 – 1200 HV	HV แรงกดต่ำ