Brinell

Déroulement de la méthode d'essai Brinell

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Lors de l’essai de dureté Brinell, basé sur une méthode optique, on mesure la taille de l'empreinte laissée par le pénétrateur. Alors que la méthode Vickers, elle aussi méthode optique, utilise un pénétrateur pyramidal, la méthode Brinell utilise un pénétrateur sphérique pour pénétrer dans l’échantillon.

Plus l’empreinte laissée par le pénétrateur Brinell de diamètre défini sur la surface d’une pièce (un échantillon) avec une force d’essai définie est grande, plus le matériau testé sera tendre.

Selon ISO 6506, pour la détermination de la dureté Brinell (HBW), le pénétrateur sphérique en carbure de tungstène est pressé avec une charge d’essai définie (entre 1 kgf et 3000 kgf) contre l’échantillon (pièce).

La dureté Brinell HBW est le quotient de la force d’essai appliquée F (en Newton N) et de la surface de l’empreinte rémanente sur l’échantillon (de la projection de l’empreinte) après retrait de la force d’essai (voir formule ci-dessous). Pour le calcul de la surface de l’empreinte sphérique rémanente, on utilise la valeur moyenne mathématique d des deux diagonales perpendiculaires d1 et d2 (en mm), la base des empreintes Brinell n’étant souvent pas exactement ronde.

Dans la pratique, la formule n’est pas calculée à chaque essai pour la détermination de la valeur de dureté. La valeur de dureté peut également être consultée dans des tableaux ou à partir d’un logiciel d’essais de dureté spécifiquement programmé, qui affichent pour tous les diamètres normalisés de bille et toutes les charges d’essai la valeur de dureté en fonction du diamètre moyen de l’empreinte d (voir aussi le poster tableau comparatif de dureté).

Sélectionner la force d’essai de sorte que le diamètre moyen de l’empreinte d soit situé entre 0,24 D et 0,6 D.

Pour observer ces limites, il est impératif de coordonner la force d’essai et le diamètre de la bille. Il en résulte différents niveaux d’usure (aussi appelés niveaux de charge ou facteurs de charge) à l’intérieur de la méthode Brinell, pour lesquels le quotient de la force d’essai et du carré du diamètre de la bille est constant : B = 0,102*F/D2. Les cinq niveaux d’usure usuels sont de 1, 2.5, 5, 10 et 30. L’essai d’un matériau avec différents diamètres de bille et différentes forces d’essai doit toujours être réalisé dans un même niveau d'usure afin d’obtenir des résultats directement comparables (voir le tableau synoptique «Méthodes Brinell et applications»).

Le diamètre de la bille doit être sélectionné de sorte que l’empreinte de dureté couvre une zone de matériau aussi grande que possible et représentative de l’échantillon.

Selon la norme (ISO 6506), la charge d’essai doit arriver à sa valeur maximale au minimum après deux secondes et au maximum après huit secondes. Le temps de maintien de la charge d’essai est en règle générale de 10 à 15 secondes (s). En cas de temps de maintien plus long, la durée doit être mentionnée en secondes dans la valeur de dureté, par exemple : 210 HBW 5/250/30 (temps de maintien de 30 s).