zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»10.26896/1028-6861-2026-92-2-68-72zldm-2732Research ArticleМЕХАНИКА МАТЕРИАЛА: ПРОЧНОСТЬ, РЕСУРС, БЕЗОПАСНОСТЬMATERIALS MECHANICS: STRENGTH, DURABILITY, SAFETYИсследование взаимосвязи твердости по Роквеллу и ВиккерсуStudy of the correlation between Rockwell and Vickers hardnessОкишевК. Ю.Yu. OkishevK. Yu.

Константин Юрьевич Окишев

620062, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 19

Konstantin Yu. Okishev

19, ul. Mira, Yekaterinburg, 620062

konstantin.okishev@urfu.ruСозыкинаА. С.SozykinaA. S.

Анна Сергеевна Созыкина

454080, г. Челябинск, просп. Ленина, д. 76

Anna S. Sozykina

76, prosp. Lenina, Chelyabinsk, 454080

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. ЕльцинаРоссияThe first President of Russia B. N. Yeltsin Ural Federal UniversityRussian FederationЮжно-Уральский государственный университетРоссияSouth Ural State UniversityRussian Federation2026230220269226872Copyright © Окишев К.Ю., Созыкина А.С., 20262026Окишев К.Ю., Созыкина А.С.Yu. Okishev K.Y., Sozykina A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zldm.ru/jour/article/view/2732

Твердость металлических материалов при высоких ее значениях обычно определяют методами Роквелла (HRC) или Виккерса (HV). Цель работы — исследование взаимосвязи значений твердости, полученных по Роквеллу и Виккерсу. Из анализа методики определения выведена общая формула для связи HRC и HV: HV = (A/(B – HRC))2. Показано, что при A = 4400 МПа1/2 и B = 110 формула хорошо описывает область высоких значений твердости. Из сравнения таблиц стандартов ASTM A370-20 и ASTM E140-12b выявлено, что для описания взаимосвязи HRC и HV следует использовать A = 4700 МПа1/2 и B = 117. При этом в обоих случаях соответствующие формулы «тяготеют» к границам полосы разброса имеющихся данных. Условно середине полосы разброса соответствуют A = 4500 МПа1/2 и B = 113. Различие между этими тремя соотношениями увеличивается с ростом твердости и на уровне 70 HRC достигает четырех единиц. Это означает, что для отдельных групп материалов численные значения коэффициентов A и B необходимо уточнять. Полученные результаты могут быть использованы при совершенствовании методики определения твердости металлических материалов и сравнении значений твердости, полученных разными методами.

Hardness measurement of metallic materials at its high levels is usually performed using Rockwell (HRC) or Vickers (HV) methods. The purpose of this study is to investigate the correlation between Rockwell and Vickers hardness values. Analysis of technique gives the following general formula: HV = (A/(B – HRC))2. This formula describes well the high hardness region at A = 4400 MPa1/2 and B = 110. Comparison with the tables of ASTM A370-20 and ASTM E140-12b standards yields A = 4700 MPa1/2 and B = 117. In both cases the formulae tend to the borders of the scatter band of available data. The relative middle of the scatter band corresponds to A = 4500 MPa1/2 and B = 113. The difference between the three relationships increases with increasing hardness and reaches four units at the level of 70 HRC. This means that numeric values of the A and B coefficients are to be determined more specifically for separate groups of materials. Obtained results can be used for improvement of the technique of determination of hardness of metallic materials and for comparison of the values of hardness determined by different methods.

твердостьРоквеллВиккерсHRCHVмикротвердостьhardnessRockwellVickersHRCHVmicrohardnessReferencesЗолоторевский В. С. Механические свойства металлов: Учебник для вузов. — М.: МИСиС, 1998. — 398 с.Zolotorevskiy V. S. Mechanical properties of metals. — Moscow: MISiS, 1998. — 398 p. [in Russian].Pavlina E. J., Van Tyne C. J. Correlation of yield strength and tensile strength with hardness for steels / J. Mater. Eng. Perform. 2008. Vol. 17. No. 6. P. 888 – 893. DOI: 10.1007/s11665-008-9225-5Pavlina E. J., Van Tyne C. J. Correlation of yield strength and tensile strength with hardness for steels / J. Mater. Eng. Perform. 2008. Vol. 17. No. 6. P. 888 – 893. DOI: 10.1007/s11665-008-9225-5Сандомирский С. Г. Обобщенные корреляционные зависимости между временным сопротивлением сталей и их твердостью / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2017. Т. 83. № 11. С. 52 – 57.Sandomirskiy S. G. Generalized correlations between tensile strength of steels and their hardness / Industr. Lab. Mater. Diagn. 2017. Vol. 83. No. 11. P. 52 – 57 [in Russian].Матюнин В. М., Дубов А. А., Марченков А. Ю. Масштабный фактор при определении твердости металлических материалов / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2009. Т. 75. № 9. С. 59 – 62.Matyunin V. M., Dubov A. A., Marchenkov A. Yu. Scale factor in determination of hardness of metallic materials / Industr. Lab. Mater. Diagn. 2009. Vol. 75. No 9. P. 59 – 62 [in Russian].Матюнин В. М. Размерный эффект и его влияние на механические свойства материалов / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2012. Т. 78. № 2. С. 64 – 68.Matyunin V. M. Size effect and its impact on mechanical properties of materials / Industr. Lab. Mater. Diagn. 2012. Vol. 78. No. 2. P. 64 – 68 [in Russian].Дворник М. И., Ершова Т. Б., Михайленко Е. А., Крутикова В. О. Особенности определения твердости и трещиностойкости твердых сплавов при разных нагрузках вдавливания пирамиды / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2017. Т. 83. № 9. С. 57 – 65.Dvornik M. I., Ershova T. B., Mikhailenko E. A., Krutikova V. O. Peculiarities of determination of hardness and crack resistance of cemented carbides at various impression loads on the pyramid / Industr. Lab. Mater. Diagn. 2017. Vol. 83. No. 9. P. 57 – 65 [in Russian].Васильева М. В., Песин В. А., Осмаков А. С., Шамшурин А. И. Исследование характера зависимости твердости сплавов WC – Co от характера распределения зерен WC по размерам / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2023. Т. 89. № 2. Ч. I. С. 45 – 49.Vasileva M. V., Pesin V. A., Osmakov A. S., Shamshurin A. I. Investigation of the character of dependence of WC – Co alloys on size distribution of WC grains / Industr. Lab. Mater. Diagn. 2023. Vol. 89. No. 2. Part I. P. 45 – 49 [in Russian].Поляков Б. Н. Статистическая достоверность взаимосвязи методов измерения твердости металлов и сплавов / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2005. Т. 71. № 12. С. 42 – 43.Polyakov B. N. Statistical validity of relationship between the methods of measuring hardness of metals and alloys / Industr. Lab. Mater. Diagn. 2005. Vol. 71. No. 12. P. 42 – 43 [in Russian].Мотт Б. В. Испытание на твердость микровдавливанием / Пер. с англ. — М.: Металлургиздат, 1960. — 340 с.Mott B. W. Micro-indentation hardness testing. — London: Butterworths Scientific Publications, 1956.Hardness conversions for hardened steel: tentative values suggested by Committee E-1, A. S. T. M. / Metal Progr. 1944. Vol. 45. No. 3. P. 502B.Hardness conversions for hardened steel: tentative values suggested by Committee E-1, A. S. T. M. / Metal Progr. 1944. Vol. 45. No. 3. P. 502B.Григорович В. К. Твердость и микротвердость металлов. — М.: Наука, 1976. — 230 с.Grigorovich V. K. Hardness and microhardness of metals. — Moscow: Nauka, 1976. — 230 p. [in Russian].Шапошников Н. А. Механические испытания металлов. — М. – Л.: Машгиз, 1954. — 444 с.Shaposhnikov N. A. Mechanical testing of metals. — Moscow – Leningrad: Mashgiz, 1954. — 444 p. [in Russian].Металловедение и термическая обработка стали: Справочник. — М.: Металлургия, 1991. — 462 с.Physical metallurgy and heat treatment of steel: a handbook. — Moscow: Metallurgiya, 1991. — 462 p. [in Russian].Славина Н. П. О таблицах взаимного перевода чисел твердости / Измерительная техника. 1958. ¹ 6. С. 27 – 29.Slavina N. P. On the tables for mutual conversion of hardness numbers / Izmerit. Tekhn. 1958. No. 6. P. 27 – 29 [in Russian].Wever F., Rose A., Peter W., et al. Atlas zur Wärmebehandlung der Stähle. — Düsseldorf: Verlag Stahleisen m.b.H., 1961.Wever F., Rose A., Peter W., et al. Atlas zur Wärmebehandlung der Stähle. — Düsseldorf: Verlag Stahleisen m.b.H., 1961.Дондик И. Г. Механические испытания металлов: Справочник. — Киев: АН УССР, 1962. — 228 с.Dondik I. G. Mechanical testing of metals. — Kiev: AN SSSR, 1962. — 228 p. [in Russian].Тылкин М. А. Справочник термиста ремонтной службы. — М.: Металлургия, 1981. — 648 с.Tylkin M. A. Heat-treater’s handbook in repair service. — Moscow: Metallurgiya, 1981. — 648 p. [in Russian].ГОСТ 21354–87. Передачи зубчатые цилиндрические эвольвентные внешнего зацепления. Расчет на прочность. — М.: Издательство стандартов, 1987. — 128 с.GOST 21354–87. Cylindrical evolvent gears of external engagement. Strength calculation. — Moscow: Izd. standartov, 1987. — 128 p. [in Russian].Журавлёв В. Н., Николаева О. И. Машиностроительные стали: Справочник. — М.: Машиностроение, 1992. — 480 с.Zhuravlev V. N., Nikolaeva O. I. Machine-building steels: a handbook. — Moscow: Mashinostroenie, 1992. — 480 p. [in Russian].ASTM E140-12be1. Standard hardness conversion tables for metals. Relationship among Brinell hardness, Vickers hardness, Rockwell hardness, superficial hardness, Knoop hardness, scleroscope hardness, and Leeb hardness. — ASTM International, 2017. — 25 p.ASTM E140-12be1. Standard hardness conversion tables for metals. Relationship among Brinell hardness, Vickers hardness, Rockwell hardness, superficial hardness, Knoop hardness, scleroscope hardness, and Leeb hardness. — ASTM International, 2017. — 25 p.ASTM A370-20. Standard test methods and definitions for mechanical testing of steel products. — ASTM International, 2020. — 50 p.ASTM A370-20. Standard test methods and definitions for mechanical testing of steel products. — ASTM International, 2020. — 50 p.Leckie-Ewing P. A study of the microhardness of the major carbides in some high speed steels / Trans. Am. Soc. Met. 1952. Vol. 44. P. 348 – 366.Leckie-Ewing P. A study of the microhardness of the major carbides in some high speed steels / Trans. Am. Soc. Met. 1952. Vol. 44. P. 348 – 366.Розанов А. Н. Влияние углерода и температуры закалки стали на твёрдость мартенсита / Доклады АН СССР. 1957. Т. 115. № 4. С. 721 – 722.Rozanov A. N. Effect of carbon and quenching temperature on the hardness of martensite / Dokl. AN SSSR. 1957. Vol. 115. No. 4. P. 721 – 722 [in Russian].Попов В. С., Брыков Н. Н., Дмитриченко Н. С., Приступа П. Г. Долговечность оборудования огнеупорного производства. — М.: Металлургия, 1978. — 232 с.Popov V. S., Brykov N. N., Dmitrichenko N. S., Pristupa P. G. Durability of equipment in refractories production. — Moscow: Metallurgiya, 1978. — 232 p. [in Russian].

The authors declare that there are no conflicts of interest present.