硬度對照表是一種已發表的表格，可將某一個鋼硬度值對應到其他所有常用硬度尺上——包括洛氏 C、洛氏 B、維氏及布氏——並通常還會對應到一個近似的極限抗拉強度。每個硬度尺都由特定的壓頭與負載組合所定義，因此這份對照表是根據同一批試片在多台機器上量測所得的數據所建立，而非來自單一封閉形式的方程式。硬度換算計算機儲存了 ASTM E140 與 SAE J417 鋼材對照表中的錨點列，並在你輸入時即時讀取：選擇你量測時使用的硬度尺、輸入數值，其他所有硬度尺上的對應值以及以 MPa 與 ksi 為單位的預估抗拉強度便會即時更新。剛好落在錨點上的數值會回傳已發表的數字，介於錨點之間的數值則以線性內插求得，而超出該硬度尺範圍或落在該硬度尺未定義區域的數值，則會回傳超出範圍或「未定義」的訊息，而非捏造的數字。對照表是針對非沃斯田體系的碳鋼及低合金鋼進行校正的，抗拉強度數值僅作為參考，不能取代實際的拉伸試驗。
硬度對照表所顯示的內容
一個鋼製零件很少只附帶單一硬度數字。爐測試驗報告可能引用布氏值，圖面上可能標註 HRC，同事的品管報告可能給的是維氏，而對話最後往往總有人會問：那個數字在他們實際需要的硬度尺上代表什麼意思。硬度對照表正是用來回答這個問題，它將已發表的對應值排列在離散的錨點上，讓讀者能橫向查看該列，並讀出在任何其他硬度尺上對應的數值。
這份對照表並非自由換算。四種常見的壓入試驗量測的是彈性回復、塑性變形與壓頭幾何形狀的不同組合，因此並沒有一個精確的公式能將 HRC 轉成 HB 或 HV 轉成 HRB。對照表是經驗性的：它來自對同一批試片在多台機器上進行測試，並記錄每項測試所回報的結果。這些關係對於鋼材而言已足夠接近，確實實用，但它們是表格資料的內插結果，並非精確的物理推導，換算後的數字也帶有該表格本身的限制。
對於快速的工作——引用圖面、核對證書或對供應商的說法做合理性檢查——這份對照表正是最適合的工具。但對於關鍵或安全相關零件的驗收，它絕對無法取代在實際指定硬度尺上所進行的量測。
四種硬度尺一覽
對照表涵蓋四種壓入硬度尺，每一種都由不同的壓頭與負載所定義。了解每種硬度尺所量測的內容，才能讓換算後的數字具有意義，而不僅僅是裝飾性的數字。
| 硬度尺 | 壓頭 | 負載 | 典型範圍 | 最適用於 |
|---|---|---|---|---|
| 洛氏 C (HRC) | 金剛石圓錐 (Brale) | 150 kgf | 約 20–68 | 硬化鋼 |
| 洛氏 B (HRB) | 1/16 in. 鋼球 | 100 kgf | 最高約 100 | 較軟的鋼材 |
| 維氏 (HV) | 金剛石四角錐 | 多種，常用 30 kgf | 涵蓋全部實用範圍 | 參考基準 |
| 布氏 (HB / HBW) | 10 mm 鋼球或碳化鎢球 | 3000 kgf | 約 100–650 | 鍛件與鑄件 |
布氏硬度若高於約 650，必須使用碳化鎢球，並正確寫成 HBW；低於此值時，較舊的 HBS 標示（使用鋼球）有時仍會出現在較早期的文件中。維氏硬度定義於整個實用範圍，這也是為什麼已發表的換算表以維氏為錨點，即使使用者讀取的是 HRC 亦然。
如何使用硬度換算計算機
這份對照表最適合用於快速查詢，而硬度換算計算機則將書面表格轉化為一個會在你輸入時即時更新的工具。
- 選擇你已經進行量測的硬度尺——洛氏 C (HRC)、洛氏 B (HRB)、維氏 (HV) 或布氏 (HB)。計算機將這四種全部列為輸入選項。
- 在你選擇的欄位中輸入量測所得的硬度值。該欄位下方會顯示該硬度尺的參考範圍，讓你在讀取結果前先確認數值落在定義範圍之內。
- 即時讀取對應的數值。計算機會顯示對應的洛氏、維氏及布氏數字，加上以 MPa 與 ksi 表示的近似極限抗拉強度。沒有「送出」按鈕——答案會在你輸入時即時更新。
- 若數值超出輸入硬度尺的範圍，或落在該硬度尺未定義的區域（例如非常軟的鋼材使用 HRC，或硬化鋼使用 HRB），計算機會顯示超出範圍或「未定義」的訊息，而非捏造一個數字。
- 對於需要超出單純換算的工作，布氏硬度計算機則以相反方向運作：在給定負載、鋼球及壓痕直徑的情況下，直接依據一筆新的測試結果計算出 HB。
對照表的建立方式：錨點與內插
由於沒有精確的方程式能將各硬度尺串連起來，每一份已發表的對照表——以及其背後的計算機——都是由一小組錨點的表格，再加上填補錨點間空白的規則所組成。硬度換算計算機儲存了 ASTM E140 與 SAE J417 中非沃斯田體系碳鋼與低合金鋼換算資料的離散錨點列。這些錨點在建入系統前已與兩份獨立的已發表複本進行過交叉核對，因此錨點上的數值就是已發表的標準數字。
| HRC | HV | HB |
|---|---|---|
| 20 | 238 | 222 |
| 40 | 392 | 371 |
| 60 | 697 | 654 |
在錨點之間，計算機以線性內插處理。輸入介於兩個錨點列之間的數值時，計算機會按比例估算對應值——越接近錨點，結果就越接近已發表的數字；在兩個相距較遠的錨點中間時，不確定性則稍高。輸入剛好落在錨點上的數值時，則會原封不動地回傳標準值，不做任何捨入。超出硬度尺範圍時，計算機拒絕外推：對照表在該範圍根本就沒有已發表的數字，憑空捏造一個會比坦承沒有更糟糕。
為什麼硬度換算僅是近似的
這份對照表很接近，但並非精確，了解其中的原因才能避免換算後的數字遭到誤用。每種試驗對試片的施載方式不同。洛氏量測的是固定負載下的壓入深度；布氏與維氏皆量測壓痕直徑或對角線，但所使用的壓頭幾何與負載等級差異甚大。材料的反應結合了彈性回復、塑性流動與加工硬化，其比例會隨硬度而改變，因此即使在機器完美校正的情況下，同一批試片在每台機器上的讀數仍可能略有不同。
由此衍生出兩個實際的結論。首先，已發表的對照表是橫跨許多試片所得的共識平均值，並非針對單一零件的保證——任何個別讀數都可能偏向任一側幾個點。其次，硬度尺之間的關係並非完全線性，因此在相距較遠的錨點之間進行內插，比起在相鄰錨點之間內插，是更不準確的猜測。請將這份對照表視為參考工具，對明顯的離群值以你對該材料的經驗進行合理性檢查，並且在零件關鍵時，絕對不要讓一個換算後的數字取代實際的試驗結果。
材料限制：對照表失效之處
ASTM E140 與 SAE J417 是針對非沃斯田體系的碳鋼與低合金鋼進行校正的，而這也正是計算機表格所假設的條件。一旦超出這個材料族，換算結果可能會出現極大的偏差。沃斯田體系不鏽鋼會在壓頭下發生加工硬化，進而扭曲各硬度尺之間的關係；工具鋼的表現則依其回火狀態而有所不同；鑄鐵的石墨片會使壓痕偏移；而非鐵金屬——鋁、銅、黃銅——則遵循完全不同的另一組曲線。對照表仍然會為這些材料產出一個數字，因為數學運算的方式相同，但該數字並未針對這些材料進行校正。
粗略的規則很簡單：碳鋼及低合金鋼使用這份對照表，其他材料則使用實際指定的硬度尺。若圖面指定 HRC，但手邊只有不鏽鋼零件的布氏讀數，請將換算出的 HRC 視為數量級的概略估計，並在簽核之前安排正確的試驗。
常見硬度錨點的對照表讀法
有三個錨點列值得記住，因為它們經常出現在圖面與證書上。HRC 20 是硬化鋼範圍的軟端，約對應 HV 238 與 HB 222，在另一個洛氏硬度尺上的 HRB 則約為 97。HRC 40 位於熱處理範圍的中段，約對應 HV 392 與 HB 371。HRC 60 已深入工具鋼與軸承鋼的領域，約對應 HV 697 與 HB 654。由於 HRC 與 HRB 幾乎沒有重疊，這些錨點也標誌著對照表從一個洛氏硬度尺切換到另一個洛氏硬度尺的界線。
任何低於約 HRC 20 的材料，根本無法在 C 尺度上可靠地讀取——金剛石圓錐壓入過深，讀數會變得不穩定——這正是 HRB 存在的理由。任何高於約 HRC 68 的材料，也開始逼近布氏鋼球試驗的極限；而在約 HB 650 以上時，則必須使用碳化鎢球 (HBW) 而非舊式的鋼球。計算機會自動標示這些限制，不會讓使用者不知不覺地超出範圍。
超越圖表：抗拉強度與後續步驟
大多數公開發表的轉換對照表也都附上一欄，列出近似的極限抗拉強度，而硬度轉換計算機也會在硬度當量的旁邊一併回傳這個數值。原因在於，對於碳鋼和低合金鋼而言，極限抗拉強度與硬度的對應關係相當接近，足以作為實用參考——在大部分實際範圍內，兩者的關係幾乎呈線性。計算機所給出的 MPa 與 ksi 數值，與硬度數值同樣來自依據 ASTM E140 編製的對照表，因此彼此之間具有內部一致性。
那個「近似」的限定詞至關重要。抗拉強度會受到顯微組織、合金含量以及狀態的影響，而這些影響並無法完全被硬度所涵蓋，因此對照表中的抗拉強度數值只能作為參考指引，而非絕對保證。對於日常估價、製圖檢核以及進料材料的合理性確認，這樣的數據已經相當足夠；但若是進行疲勞分析、合用性評估，或任何涉及安全關鍵性的零件，則應在實際試片上執行真正的抗拉試驗。
在相關工作中，布氏硬度計算機處理的是同一問題的另一端：它並非將既有的 HB 轉換為其他硬度尺度，而是根據一次新測試的負載、鋼球直徑與所測得的壓痕直徑來計算 HB。將兩者搭配使用，便能得到完整的全貌——先將已知的 HB 轉換為 HRC，再以同一零件上一處新的壓痕來驗證該轉換結果是否合理。
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