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Aperçu des méthodes d'essai de dureté

Classification, déroulement, distinction et recommandations pratiques.

Vous trouverez ici des informations utiles sur les principes de base des essais de dureté, sur les méthodes d'essai normalisées les plus courantes (Rockwell, Brinell, Vickers et Knoop) ainsi que sur d'autres méthodes d'essai telles que les essais au carbone, les essais sur plastiques et les essais Leeb.

Rockwell

Rockwell

Il s'agit d'une méthode de différenciation en profondeur.

Rockwell
Vickers

Vickers

Il fait partie des procédés optiques.

Vickers
Knoop

Knoop

A été développé comme alternative à la méthode Vickers.

Knoop
Brinell

Brinell

A une plage de charge d'essai de 1 à 3000 kgf.

Brinell

La méthode d'essai de dureté Rockwell

La méthode Rockwell est une méthode d'essai de dureté statique selon les normes ISO 6508 et ASTM E18. Elle est utilisée dans le domaine macro avec une force d'essai de 29,42 à 1471 N. Cette méthode d'essai de dureté mesure la profondeur de pénétration permanente d'un pénétrateur, en fonction de la méthode Rockwell, soit un cône en diamant, soit une bille en carbure.

Le processus commence par la mesure de la profondeur de pénétration sous une force d'essai définie. Plus le pénétrateur pénètre profondément, plus le matériau est tendre. La dureté Rockwell (HR) est calculée à partir de cette profondeur de pénétration. Contrairement à Brinell, Vickers et Knoop, qui mesurent l'indentation de manière optique, cette méthode d'essai de dureté offre une lecture directe de la valeur de dureté.

Il existe différentes méthodes Rockwell, qui se distinguent par le pénétrateur, la force d'essai et la graduation. Cette diversité permet d'utiliser la méthode d'essai de dureté dans différents domaines d'application. Elle ne nécessite pas de préparation d'échantillon et est rapide et peu coûteuse, car elle ne nécessite pas d'optique complexe. Le contrôle est non destructif, ce qui permet de réutiliser l'échantillon.

Les inconvénients de la méthode d'essai de dureté sont les éventuelles imprécisions dues aux erreurs de mesure et à l'encrassement. Des pénétrateurs usés peuvent également fausser les résultats. Néanmoins, la méthode Rockwell reste largement utilisée dans de nombreuses applications industrielles en raison de sa rapidité et de sa simplicité. La polyvalence des méthodes Rockwell souligne son importance et son adaptabilité à différents matériaux et exigences d'essai.

Vers l'essai de dureté Rockwell

Vickers

En principe, on peut dire que la méthode Vickers devient de plus en plus courante dans la pratique en raison de ses nombreuses possibilités d'utilisation, même si une préparation de l'échantillon est nécessaire et que l'évaluation de la valeur de dureté est coûteuse.

Knoop

Classification de la méthode Knoop

Classification de la méthode Knoop

La méthode Knoop est une méthode d’essai de dureté statique conçue comme alternative à la méthode Vickers et utilisée en particulier pour les matériaux de faible épaisseur et les matériaux cassants. Elle se caractérise comme suit :

  • Elle fait partie des méthodes normalisées (ISO 4545, ASTM E92, ASTM E384).
  • La méthode Knoop présente une gamme de charges de 1 gf à 2 kgf selon ISO et ASTM, et permet donc de réaliser des essais de dureté dans la gamme faibles charges et la gamme micro.
  • Il s’agit d’une méthode optique. Cela signifie que pour déterminer la dureté d’un échantillon, on mesure la taille de l'empreinte laissée par le pénétrateur.
  • Forme et matériau du pénétrateur : Le pénétrateur est une pyramide en diamant de base losange avec un angle de bord longitudinal de 172,5° et un angle de bord transversal de 130°.

Classification de la méthode Brinell

La méthode Brinell est une méthode d’essai de dureté statique qui se caractérise comme suit :

  • Elle fait partie des méthodes normalisées (ISO 6506, ASTM E10).
  • la méthode Brinell présente une gamme de charges de 1 à 3000 kgf, et permet donc de réaliser des essais de dureté dans la gamme faibles charges et surtout dans la gamme macro (gamme conventionnelle).
  • Il s’agit d’une méthode optique. Cela signifie que pour déterminer la dureté d’un échantillon, on mesure la taille de l'empreinte laissée par le pénétrateur.
  • Forme et matériau du pénétrateur : Le pénétrateur est une bille en carbure de tungstène qui possède un diamètre de 1, 2,5, 5 ou 10 mm selon la méthode Brinell.

Autres méthodes d’essai

Essai Leeb

Essai Leeb

La détermination de la dureté des matériaux en métal selon Leeb est décrite dans les normes ISO 16859 et ASTM A956. Cette méthode d'essai dynamique repose sur le rapport entre vitesse de rebond et vitesse de choc d’un corps percuteur en mouvement afin de déterminer la dureté.

Légende:

A            Amplitude de la phase d’approche
B            Amplitude de la phase de rebond
t             Temps
U            Tension

Essai Shore

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