金屬硬度單位換算（Vickers ↔ Brinell ↔ Rockwell C ↔ 抗拉強度）
**金屬硬度換算** 喺機械工程、熱處理、QA 檢驗、材料科學裡係日常工作。三大硬度量度方法各有適用場景：(a) **Vickers (HV)** — 用方形鑽石壓頭，適用幾乎所有金屬同硬度範圍，係實驗室基準；(b) **Brinell (HB)** — 用球形壓頭，壓痕大，適合粗顆粒鑄鐵、退火鋼，但硬度太高（> HB 500）會令鋼球變形；(c) **Rockwell C (HRC)** — 用鑽石圓錐 + 150 kgf 主負荷，量度快、適合產線量產檢驗，但只適用於硬鋼（HV ≳ 240）。本工具依 **ASTM E140-12b（2019 年再核准）** 表（針對非奧氏體鋼鐵）做線性內插，互換三種硬度，亦同時報告近似 **極限抗拉強度 UTS（MPa）** — 鋼材選料、淬火回火驗收、銲接 HAZ 評估必備。**注意**：HV/HB/HRC 互換 *只對特定材料種類有效*；非鐵金屬（鋁、銅、黃銅、奧氏體不鏽鋼）有獨立 ASTM E140 表，本工具不適用。
硬度值必須係 > 0 嘅數字。
Vickers HV
—
Brinell HB
—
Rockwell C
—
近似抗拉強度 UTS
—
公式
本工具用 ASTM E140 Table 1 嘅離散表 + 線性內插： HV ↔ HB ↔ HRC ↔ UTS (MPa) 表內代表性數據（節錄）： HV HB HRC UTS 940 — 68 3110 720 — 61 2410 544 500 52 1790 446 421 45 1470 354 336 36 1160 272 258 26 900 213 203 — 700 150 143 — 490 方法： (1) 將輸入轉換成「HV 等效值」：若輸入係 HB / HRC，喺對應列做線性內插； (2) 再喺 HV 主表逐列線性內插，輸出 HB、HRC、UTS。 UTS 估算依 SAE J417 / ASTM E140 對應表，鋼鐵粗略 UTS_MPa ≈ 3.0 × HV（HV ≤ 400），上至 HV 940 用 ASTM 嘅 tabulated curve。
- · **Vickers、Brinell、Rockwell 嘅實務分工**：(a) **Vickers (HV)** — 鑽石方錐 136° 壓頭，負荷 1 g – 100 kg，量度準確、可量薄層／表面硬化層（micro-hardness HV0.1, HV0.5）。實驗室、研究、爭議仲裁首選。(b) **Brinell (HB)** — 通常用 10 mm 球 + 3000 kgf，壓痕大（直徑 2.4-6 mm），可量粗顆粒鑄鐵、退火鋼，但 *表面破壞大*、唔啱量薄件。(c) **Rockwell C (HRC)** — 鑽石圓錐 + 10 kgf 預載 + 150 kgf 主載，量度快、儀器簡單，係 *產線 QA 標準*。**換算嘅本質**：每個方法物理意義唔同（HV 量壓痕對角線、HB 量壓痕直徑、HRC 量壓痕深度差），所以「換算」係 *經驗對應表*，並非物理嚴格等價。
- · **邊界範圍同準確度**：(a) **HV ≥ 500（≈ HRC 50）**：HB 已超出範圍（鋼球變形），ASTM E140 表停止報 HB；要量 → 用 HV 或 HRC。(b) **HV ≤ 240（≈ HRC 22）**：HRC 唔可靠（鑽石壓痕太淺），ASTM 報 N/A；要量 → 用 HV、HB 或 HRB（Rockwell B，1/16" 鋼球）。(c) **準確度**：表內任兩值嘅互換通常喺 ±1.5 HRC 或 ±10 HV 之內；UTS 估算 *只係粗略指引*，±10% 係常態，正確做法仲係做拉伸試驗。
- · **抗拉強度（UTS）估算嘅陷阱**：經典經驗公式 UTS_MPa ≈ 3.0 × HV 嘅適用範圍係 HV 100–400 嘅退火／正火低碳同中碳鋼。對於 (a) 淬火回火高強度鋼（HV 400+），UTS / HV 比可降至 2.7-2.9；(b) 冷加工件，UTS 同 HV 比都升（但延展性下降）；(c) 表面硬化件（滲碳、氮化）— 表面 HV 高但塊體 UTS 由芯部決定，唔可換算；(d) 鑄鐵、含石墨組織 — 用 ASTM A370 嘅特定對應表，唔好用本工具。
- · **唔同方法量度同一物料嘅典型差異**：例 AISI 4140 鋼，淬火 + 540°C 回火：HV ≈ 330、HB ≈ 314、HRC ≈ 34、UTS ≈ 1100 MPa。實際工件因組織不均、樣品準備（拋光程度）、壓頭磨損等可能差 ±5%。**ISO 18265:2013** 同 ASTM E140 嘅鋼鐵表 *基本一致*；但 **DIN 50150** 嘅老版本（1976）會有 ±10 HV 偏差，現代工程已棄用。
- · **參考來源**：(1) ASTM E140-12b (Reapproved 2019), *Standard Hardness Conversion Tables for Metals — Relationship Among Brinell, Vickers, Rockwell, Knoop, Tensile Strength*；(2) ISO 18265:2013, *Metallic materials — Conversion of hardness values*；(3) SAE J417 (2018), *Hardness Tests and Hardness Number Conversions*；(4) DIN 50150 (informative comparison)；(5) ASTM E10 (Brinell)、E18 (Rockwell)、E92/E384 (Vickers) 嘅試驗方法標準；(6) ASM Handbook Vol. 8, *Mechanical Testing and Evaluation*, ASM International (2000)。
常見問題
我份規範要求 HRC 40-45，但我只可以做 HV — 點算？
**直接答**：HRC 40–45 等同 HV 392–446（依 ASTM E140 表）。將你嘅 HV 量度結果輸入本工具切到「HV」模式，工具會出 HRC — 確認落入 40–45 範圍即合格。**規範問題嘅常見做法**：(1) **預先協議**：採購規範應該訂明 *至少一個* 主檢驗方法（例「HRC 40-45 per ASTM E18」），同 *允許嘅換算方法*（例「allowable conversion: ASTM E140 Table 1」）。冇預先協議就會出現爭議。(2) **裁判方法**：若客戶 / 監管投訴，最終以 *Vickers HV* 做裁判（ASTM E140 認可嘅「Reference」），因為 HV 對所有鋼種、所有硬度範圍最穩定。(3) **報告格式**：寫「Measured HV 420 → equivalent HRC ≈ 43 per ASTM E140-12b」 — 必須註明換算依據，唔好直接報 HRC 數字當原始量測。(4) **法規 / 認證場景**：例如 ASME pressure vessel、core aerospace 規範通常 *唔接受換算*，必須做原方法量測 — 如果你冇 Rockwell C 機，要外送做。
點解 HV ≥ 500 嘅時候 HB 唔報？
**因為 Brinell 嘅鋼球壓頭物理上失效。** Brinell 標準（ASTM E10、ISO 6506）用 10 mm 退火鋼球（HB 750 上限）或鎢硬合金球（HB 650 上限）。當被測物料硬度接近 HB 500（即 HV ≈ 540、HRC ≈ 52）：(a) **鋼球本身開始塑性變形** — 壓痕直徑量度失準；(b) **彈性回彈影響增大** — 壓痕邊界模糊；(c) **重複性下降** — 同一物料不同操作員結果可差 5%+。**ASTM E140 表 1 將 HB 列截止喺 HB 500**，再高就唔報；想量超硬鋼（淬火工具鋼、軸承鋼），只可用 (a) HV（鑽石壓頭，唔受限）；(b) HRC（鑽石圓錐）；(c) Knoop（鑽石長條形壓頭，量薄層）。**仲有點要留意**：(1) HB 500 用鎢硬合金球（HBW），標準寫法係「200 HBW 10/3000」（球直徑/負荷）；(2) 老文獻嘅 HB 數字可能用鋼球，超過 450 已偏差大；(3) 高硬度測試一律推薦 HV，可橋接 ASTM E140 表後再換算到 HRC。
為何 UTS_MPa ≈ 3.0 × HV 喺淬火回火高強度鋼會偏離？
**因為硬度同 UTS 嘅關係本質係「塑性變形抵抗」嘅兩個唔同切面**。HV 量度局部小區域嘅 *壓痕抵抗*（塑性流動阻力），主要由位錯密度決定；UTS 係宏觀拉伸時 *斷裂前最大應力*，受塑性流動、應變硬化、孔洞形核同擴展共同決定。**喺退火 / 正火低碳鋼**（HV 100–300），組織主要係 ferrite + pearlite，塑性流動為主導，所以 HV × ~3 = UTS_MPa 嘅經驗對應極穩定（±5%）。**喺淬火回火 HSS**（HV 400–600，組織係 tempered martensite + 細小碳化物），有兩個物理偏差：(a) **應變硬化能力下降** — 已經高密度位錯，再加冷加工冇得「再硬化」；(b) **斷裂提前**（韌性下降）— 拉伸試驗未達到塑性流動極限就先斷，所以 UTS / HV 比由 3.0 跌到 2.7-2.9。**淬火未回火 ultra-high-strength（HV > 600）**：比可進一步跌到 2.5，因為斷裂韌性極低。**實務建議**：(1) 退火件、低碳鋼：UTS ≈ 3.0 × HV 用得；(2) Q&T 高強度鋼：用 3.0 × HV 後再 ×0.92 校正；(3) 工具鋼、軸承鋼：唔好估，做拉伸 + 衝擊 + KIC 測試先安全。
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膽固醇單位換算機（mg/dL ↔ mmol/L）
輸入總膽固醇、LDL、HDL 或三酸甘油脂，工具按國際標準（總膽固醇 ÷ 38.67、TG ÷ 88.57）雙向換算 mg/dL 同 mmol/L — 美式同歐式驗血報告對照常用。
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輸入任一單位嘅密度，工具一次過換算成 kg/m³、g/cm³（= g/mL）、lb/ft³、lb/US gal、lb/UK gal、kg/L — 工程設計、化學實驗、運輸載重常用。
體積流量換算（L/min ↔ gal/min ↔ m³/h ↔ ft³/s）
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輻射劑量單位換算（Sv / Rem / Gy / Rad）
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體積流量單位換算（L/s ↔ m³/h ↔ GPM ↔ CFM）
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