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Dureté et test de dureté en comparaison
Une grande variété de matières premières et de matériaux auxiliaires sont utilisés dans les applications industrielles. Une connaissance approfondie de leurs propriétés matérielles est un prérequis absolu pour l’utilisation de ces matières premières pour une application définie dans des environnements techniques. Les tests de dureté sont un moyen de déterminer les propriétés de base du matériau telles que la dureté/ductilité et la résistance d’un matériau, tel que l’acier. La dureté joue un rôle essentiel dans la caractérisation et le contrôle qualité des matériaux. La dureté d’un acier fournit des informations sur ses propriétés mécaniques, sa résistance à l’usure et son adéquation à des applications spécifiques. Dans ce contexte, diverses méthodes et échelles d’essai de dureté ont été développées pour déterminer et classer avec précision la dureté de l’acier. Cet article présente un aperçu des méthodes courantes de test de dureté et décrit une procédure de mesure de dureté possible. Un tableau de comparaison de dureté permet de comparer les valeurs déterminées par des méthodes individuelles.
Différents tests de dureté en comparaison
Les tests de dureté sont essentiels à la caractérisation et au contrôle qualité des produits en acier. Il existe différents tests de dureté, par exemple selon Brinell, Rockwell, Shore et Vickers. La méthode de test de dureté la plus courante est celle selon Rockwell.
Dureté Brinell
Le test de dureté de Brinell a été la première méthode capable de calculer directement les valeurs. La surface du matériau testé est comprimée à une force d’essai spécifique (F) à l’aide d’un corps d’essai de dureté sphérique en carbure de tungstène. Le diamètre (d) de l’empreinte est alors généralement mesuré. La dureté est calculée comme suit :
HBW=\frac{2F \times 0,102}{\Pi \times D \times ({D}-\sqrt{D^{2}-d^{2}})}
- D = Diamètre de la boule
- d = Diamètre de l’empreinte
- F = Force d’essai
- Facteur de conversion 0,102 = Auparavant, l’ancienne unité de mesure kilopond (kp) était spécifiée pour les duretés. Elle n’est plus utilisé aujourd’hui, le facteur de conversion est désormais appliqué pour déterminer une valeur en Newton (1 kp correspond à 9,81 N)
En pratique, cependant, la dureté est spécifiée dans le dispositif de mesure et n’a pas besoin d’être calculée. Cela s’applique à toutes les procédures.
La méthode de test de dureté selon Brinell est normalisée selon la norme DIN EN ISO 6506-1. La force de test à appliquer figure dans les tableaux. En règle générale, l’empreinte de la boule de test doit être aussi grande que possible afin de détecter autant de composants constitutifs que possible.
Le test de dureté Brinell est adapté aux matériaux souples à moyennement durs dont la dureté n’est pas supérieure à 650 HBW. Il est également indépendant de la charge.
Dureté Vickers
La méthode de test de dureté Vickers est similaire à la méthode Brinell. Elle a été développée à partir du fait que la méthode de test Brinell est adaptée aux matériaux mous et moyennement durs, mais pas aux matériaux très durs. Au lieu d’une boule en carbure, une pyramide en diamant avec une surface de base carrée et un angle d’ouverture de 136° entre les pointes est utilisée ici. L’angle a été choisi pour assurer des comparaisons avec les duretés de Brinell.
La forme du corps pénétrant permet d’appliquer des forces élevées (aluminium sur acier). Une épaisseur minimale Smin de l’échantillon de test est une condition préalable à la procédure. L’échantillon doit être d’au moins 1,5 x la longueur moyenne de l’empreinte diagonale (1,5 x d) afin que la sonde ne pénètre pas dans la plaque d’échantillonnage. Ici aussi, les normes telles que DIN EN ISO 6507-1 fournissent les distances minimales entre les points de test ou les empreintes et le bord de l’échantillon afin que les résultats ne soient pas falsifiés par déformation. Par exemple, la dureté Vickers est indiquée comme suit : 210 HV 40/30 (force d’essai/durée de maintien de l’essai). Elle peut être calculée à l’aide de la formule suivante :
HV=\frac{2F \times sin \frac{136}{2}}{d^{2}} \times 0.102
La valeur d2 est calculée à partir de la longueur de la première diagonale d1 et de la deuxième diagonale d2, consulter également à la zone en surbrillance dans la figure ci-dessous. La valeur de d doit être calculée dans un premier temps :
d=\frac{d_1+d_2}{2}
d2 est ensuite calculé comme suit :
d^{2}= d \times d
Dureté Rockwell
La dureté Rockwell est, par exemple, déterminée de manière similaire à la méthode Brinell avec une boule en acier ou à la méthode Vickers avec un cône en diamant avec des angles de 120°. La profondeur de pénétration et non le diamètre de l’empreinte est prise comme paramètre. Selon la méthode, la dureté Rockwell est spécifiée dans HRA, HRB, HRC ou HRF, où HR désigne le test de dureté Rockwell et la lettre représente la méthode. L’échantillon de test est placé sous charge avec une force comme suit :
- Rockwell A : Fv= 98,07 N, FZ = 490,3 N
(Cône diamant, profondeur de référence 0,2 mm - pour les matériaux très durs et les carbures) - Rockwell B : Fv= 98,07 N, FZ = 882,6 N
(Boule en carbure, profondeur de référence 0,2 mm - pour les matériaux de dureté moyenne, par ex. acier et laiton) - Rockwell C : Fv= 98,07 N, FZ = 1 373 N
(Cône diamant, profondeur de référence 0,2 mm - pour aciers trempés) - Rockwell F : Fv= 98,07 N, FZ = 490,3 N
(Boule en carbure, profondeur de référence 0,26 mm - pour tôle mince, cuivre souple ou laiton souple)
La procédure de test peut être la suivante :
Lors de la première étape (1), l’indentateur est chargé avec la force de pré-test (Fv) et pénètre un peu dans l’échantillon (plan de référence - - - ligne). Dans la deuxième étape (2), la force de test supplémentaire (FZ) est exercée en plus et la force de test totale agit désormais sur l’échantillon. Lors de la dernière étape (3), la force de test supplémentaire est à nouveau supprimée et la profondeur de pénétration permanente (h) peut maintenant être mesurée.
La formule de calcul avec cône diamant est la suivante :
HRC, HRA = 100 - \frac{h}{S}
S correspond à la classification de l’échelle sur le comparateur (généralement 100 segments d’échelle correspondent à 0,002 mm).
La formule de calcul avec une bille en carbure est la suivante :
HRB, HRF = 130 - \frac{h}{0.002}
L’échelle Rockwell sélectionnée dépend des éléments suivants : la dureté du matériau, l’épaisseur de la pièce à usiner et de toute surface durcie (comme le durcissement par nitration). Le cône diamant est principalement utilisé pour l’acier trempé, tandis que la boule en acier est principalement utilisée pour les matériaux plus mous. Vous trouverez des corps pénétrants en diamant appropriés dans la boutique MISUMI.
Dureté Shore
Les tests de dureté Shore sont principalement utilisés pour les matériaux élastiques tels que les caoutchoucs, les plastiques, les gels ou les mousses. Ici aussi, un échantillon de test spécialisé est pressé dans le matériau avec une force définie. La profondeur de pénétration représente l’échelle. Il existe six échelles différentes :
- Shore 00 : pour les matériaux très souples tels que le silicone, les gels.
- Shore 0 : pour des matériaux doux mais légèrement plus durables.
- Shore A : pour les matières élastiques moyennement dures (p. ex. caoutchouc naturel, élastomères synthétiques, plastiques souples, caoutchoucs souples)
- Shore B : pour les matières élastiques plus rigides (p. ex., composites de caoutchouc dur)
- Shore C : pour les matières plus dures (p. ex., élastomères thermoplastiques, plastiques durs, caoutchoucs durcis)
- Shore D : pour les élastomères et thermoplastiques résistants, tels que PPOM (polyoxyméthylène), PE (polyéthylène) et PA (polyamides)
La dureté Shore A et la dureté Shore D sont pertinentes pour la plupart des cas d’utilisation industriels.
La dureté Shore peut par exemple être mesurée à l’aide d’un duromètre. Ce dernier est appuyé à la main contre l’objet testé, puis affiche la valeur correspondante. Notez que les duromètres affichent des valeurs d’une seule échelle Shore chacune, c’est-à-dire qu’il existe des duromètres Shore A, etc. Des duromètres sont également disponibles dans notre boutique MISUMI.
Conversion de dureté
Le test de dureté utilisé comme norme n’est pas obligatoire. Différents secteurs et laboratoires utilisent donc différentes méthodes de mesure. Afin de comparer les différents niveaux de dureté, DIN EN ISO 18265, par exemple, fournit un tableau de comparaison de dureté pour l’acier non allié et faiblement allié et l’acier moulé :
| (HRC) Échelle de dureté C Rockwell |
(HV) Dureté Vickers |
Dureté Brinell (HB) Bille de 10 mm, charge 3 000 kgf |
Dureté Rockwell (*3) | Pénétrateur de cône diamant dur Rockwell | (Hs) Dureté shore |
Résistance à la traction (valeur approximative) Mpa (kgf/mm2)(*2) |
Dureté Rockwell Échelle C (*3) |
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|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Servo standard | bille en carbure de tungstène | (HRA) Échelle A, Charge 60 kgf, Cône diamant Pénétrateur |
(HRB) Échelle B, Charge 100 kgf, Diamètre 1.6 mm Sphère (1/16 po.) |
(HRD) Échelle D, Charge 100 kgf, Pénétrateur de cône diamant |
15-N échelle, Charge 15 kgf |
30-N échelle, Charge 30 kgf |
45-N échelle, Charge 45 kgf |
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| 68 | 940 | − | − | 85.6 | − | 76.9 | 93.2 | 84.4 | 75.4 | 97 | − | 68 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 67 | 900 | − | − | 85 | − | 76.1 | 92.9 | 83.6 | 74.2 | 95 | − | 67 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 66 | 865 | − | − | 84.5 | − | 75.4 | 92.5 | 82.8 | 73.3 | 92 | − | 66 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 65 | 832 | − | (739) | 83.9 | − | 74.5 | 92.2 | 81.9 | 72 | 91 | − | 65 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 64 | 800 | − | (722) | 83.4 | − | 73.8 | 91.8 | 81.1 | 71 | 88 | − | 64 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 63 | 772 | − | (705) | 82.8 | − | 73 | 91.4 | 80.1 | 69 9 | 87 | − | 63 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 62 | 746 | − | (688) | 82.3 | − | 72.2 | 91.1 | 79.3 | 68.8 | 85 | − | 62 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 61 | 720 | − | (670) | 81.8 | − | 71.5 | 90.7 | 78.4 | 67.7 | 83 | − | 61 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 60 | 697 | − | (654) | 81.2 | − | 70.7 | 90.2 | 77.5 | 66.6 | 81 | − | 60 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 59 | 674 | − | (634) | 80.7 | − | 69.9 | 89.8 | 76.6 | 65.5 | 80 | − | 59 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 58 | 653 | − | 615 | 80.1 | − | 69.2 | 89.3 | 75.7 | 64.3 | 78 | − | 58 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 57 | 633 | − | 595 | 79.6 | − | 68.5 | 88.9 | 74.8 | 63.2 | 76 | − | 57 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 56 | 613 | − | 577 | 79 | − | 67.7 | 88.3 | 73.9 | 62 | 75 | − | 56 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 55 | 595 | − | 560 | 78.5 | − | 66.9 | 87.9 | 73 | 60.9 | 74 | 2075 (212) | 55 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 54 | 577 | − | 543 | 78 | − | 66.1 | 87.4 | 72 | 59.8 | 72 | 2015 (205) | 54 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 53 | 560 | − | 525 | 77.4 | − | 65.4 | 86.9 | 71.2 | 58.5 | 71 | 1950 (199) | 53 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 52 | 544 | (500) | 512 | 76.8 | − | 64.6 | 86.4 | 70.2 | 57.4 | 69 | 1880 (192) | 52 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 51 | 528 | (487) | 496 | 76.3 | − | 63.8 | 85.9 | 69.4 | 56.1 | 68 | 1820 (186) | 51 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 50 | 513 | (475) | 481 | 75.9 | − | 63.1 | 85.5 | 68.5 | 55 | 67 | 1760 (179) | 50 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 49 | 498 | (464) | 469 | 75.2 | − | 62.1 | 85 | 67.6 | 53.8 | 66 | 1695 (173) | 49 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 48 | 484 | 451 | 455 | 74.7 | − | 61.4 | 84.5 | 66.7 | 52.5 | 64 | 1635 (167) | 48 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 47 | 471 | 442 | 443 | 74.1 | − | 60.8 | 83.9 | 65.8 | 51.4 | 63 | 1580 (161) | 47 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 46 | 458 | 432 | 432 | 73.6 | − | 60 | 83.5 | 64.8 | 50.3 | 62 | 1530 (156) | 46 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 45 | 446 | 421 | 421 | 73.1 | − | 59.2 | 83 | 64 | 49 | 60 | 1480 (151) | 45 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 44 | 434 | 409 | 409 | 72.5 | − | 58.5 | 82.5 | 63.1 | 47.8 | 58 | 1435 (146) | 44 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 43 | 423 | 400 | 400 | 72 | − | 57.7 | 82 | 62.2 | 46.7 | 57 | 1385 (141) | 43 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 42 | 412 | 390 | 390 | 71.5 | − | 56.9 | 81.5 | 61.3 | 45.5 | 56 | 1340 (136) | 42 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 41 | 402 | 381 | 381 | 70.9 | − | 56.2 | 80.9 | 60.4 | 44.3 | 55 | 1295 (132) | 41 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 40 | 392 | 371 | 371 | 70.4 | − | 55.4 | 80.4 | 59.5 | 43.1 | 54 | 1250 (127) | 40 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 39 | 382 | 362 | 362 | 69.9 | − | 54.6 | 79.9 | 58.6 | 41.9 | 52 | 1215 (124) | 39 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 38 | 372 | 353 | 353 | 69.4 | − | 53.8 | 79.4 | 57.7 | 40.8 | 51 | 1180 (120) | 38 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 37 | 363 | 344 | 344 | 68.9 | − | 53.1 | 78.8 | 56.8 | 39.6 | 50 | 1160 (118) | 37 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 36 | 354 | 336 | 336 | 68.4 | -109 | 52.3 | 78.3 | 55.9 | 38.4 | 49 | 1115 (114) | 36 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 35 | 345 | 327 | 327 | 67.9 | -108.5 | 51.5 | 77.7 | 55 | 37.2 | 48 | 1080 (110) | 35 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 34 | 336 | 319 | 319 | 67.4 | -108 | 50.8 | 77.2 | 54.2 | 36.1 | 47 | 1055 (108) | 34 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 33 | 327 | 311 | 311 | 66.8 | -107.5 | 50 | 76.6 | 53.3 | 34.9 | 46 | 1025 (105) | 33 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 32 | 318 | 301 | 301 | 66.3 | -107 | 49.2 | 76.1 | 52.1 | 33.7 | 44 | 1000 (102) | 32 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 31 | 310 | 294 | 294 | 65.8 | -106 | 48.4 | 75.6 | 51.3 | 32.7 | 43 | 980 (100) | 31 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 30 | 302 | 286 | 286 | 65.3 | -105.5 | 47.7 | 75 | 50.4 | 31.3 | 42 | 950 (97) | 30 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 29 | 294 | 279 | 279 | 64.7 | -104.5 | 47 | 74.5 | 49.5 | 30.1 | 41 | 930 (95) | 29 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 28 | 286 | 271 | 271 | 64.3 | -104 | 46.1 | 73.9 | 48.6 | 28.9 | 41 | 910 (93) | 28 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 27 | 279 | 264 | 264 | 63.8 | -103 | 45.2 | 73.3 | 47.7 | 27.8 | 40 | 880 (90) | 27 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 26 | 272 | 258 | 258 | 63.3 | -102.5 | 44.6 | 72.8 | 46.8 | 26.7 | 38 | 860 (88) | 26 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 25 | 266 | 253 | 253 | 62.8 | -101.5 | 43.8 | 72.2 | 45.9 | 25.5 | 38 | 840 (86) | 25 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 24 | 260 | 247 | 247 | 62.4 | -101 | 43.1 | 71.6 | 45 | 24.3 | 37 | 825 (84) | 24 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 23 | 254 | 243 | 243 | 62 | 100 | 42.1 | 71 | 44 | 23.1 | 36 | 805 (82) | 23 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 22 | 248 | 237 | 237 | 61.5 | 99 | 41.6 | 70.5 | 43.2 | 22 | 35 | 785 (80) | 22 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 21 | 243 | 231 | 231 | 61 | 98.5 | 40.9 | 69.9 | 42.3 | 20.7 | 35 | 770 (79) | 21 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 20 | 238 | 226 | 226 | 60.5 | 97.8 | 40.1 | 69.4 | 41.5 | 19.6 | 34 | 760 (77) | 20 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| (18) | 230 | 219 | 219 | − | 96.7 | − | − | − | − | 33 | 730 (75) | (18) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| (16) | 222 | 212 | 212 | − | 95.5 | − | − | − | − | 32 | 705 (72) | (16) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| (14) | 213 | 203 | 203 | − | 93.9 | − | − | − | − | 31 | 675 (69) | (14) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| (12) | 204 | 194 | 194 | − | 92.3 | − | − | − | − | 29 | 650 (66) | (12) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| (10) | 196 | 187 | 187 | − | 90.7 | − | − | − | − | 28 | 620 (63) | (10) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| (8) | 188 | 179 | 179 | − | 89.5 | − | − | − | − | 27 | 600 (61) | (8) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| (6) | 180 | 171 | 171 | − | 87.1 | − | − | − | − | 26 | 580 (59) | (6) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| (4) | 173 | 165 | 165 | − | 85.5 | − | − | − | − | 25 | 550 (56) | (4) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| (2) | 166 | 158 | 158 | − | 83.5 | − | − | − | − | 24 | 530 (54) | (2) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| (0) | 160 | 152 | 152 | − | 81.7 | − | − | − | − | 24 | 515 (53) | (0) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Procédure de mesure de dureté
La procédure de mesure de la dureté peut être la suivante : Avant le test, l’échantillon doit être préparé. Les contaminants de surface doivent être éliminés par meulage et l’échantillon doit être nettoyé. L’échantillon de test est ensuite placé sur la plaque d’échantillonnage et déplacé jusqu’à ce que l’emplacement souhaité soit atteint. Il est important de ne pas tester trop près du bord, car la déformation peut entraîner des résultats falsifiés. L’optique d’inspection peut être utilisée pour détecter quand la position est correctement ajustée (l’image devient nette). L’échantillon de test est maintenant fixé parallèlement au plan et le test peut commencer. La force de test déterminée est appliquée lentement, mais régulièrement en actionnant le levier. Idéalement, la valeur finale est atteinte entre 2 et 8 secondes, puis maintenue pendant 15 secondes au maximum. Le levier est maintenant doucement repoussé vers l’arrière pour éliminer la pression.
Cependant, ces mesures sont très peu pratiques dans la vie quotidienne, car la dureté est parfois également vérifiée sur place directement sur le matériau. À cette fin, il existe également des appareils de mesure mobiles à utiliser directement sur place :
Applicabilité des différents tests de dureté
Le tableau suivant compare les procédures :
| Procédure de test (normale) | Matériaux utilisables | Variables de détermination | Propriétés | Commentaires |
|---|---|---|---|---|
| Dureté Brinell (DIN EN ISO 6506-1) |
Matériaux souples à moyennement durs par ex. métaux non ferreux, matériaux inhomogènes, métaux souples, aciers recuits souples |
Force de test F en N Diamètre de la sphère en mm Diamètre d’empreinte en mm |
- convient aux matériaux inhomogènes et poreux tels que la fonte grise ou les produits forgés, étant donné que l’indentation est grande. - ne convient pas aux échantillons petits ou fins - ne convient pas aux matériaux durs et très durs |
JIS Z 2243 |
| Dureté Rockwell (DIN EN ISO 6508-1) |
avec sphère de test : Plastiques, carbone et métaux souples à moyennement durs avec cône diamant (HRC) : matériaux durs à très durs |
Force de test F en N Profondeur de pénétration du spécimen d’essai respectif en mm selon la méthode (HRA, HRB, HRC, HRF) |
- la valeur de dureté peut être déterminée rapidement. - adapté à une inspection intermédiaire des produits déjà finis - différents types de dureté Rockwell doivent être pris en compte |
JIS Z 2245 |
| Dureté shore (DIN ISO 7619-1) |
Élastomères ou caoutchoucs (thermoplastiques) p. ex., mousses, caoutchouc, plastiques souples, moyens à durs |
Force de test F en N Profondeur de pénétration du spécimen d’essai respectif selon l’échelle (Shore 00, Shore 0, Shore A, Shore B, Shore C, Shore D) |
- facile à réaliser - les données peuvent être déterminées rapidement - le matériau à tester doit avoir une surface à niveau et lisse - le matériau à tester doit être conservé à une température normalisée - la température et l’humidité ambiantes doivent être maintenues constantes et les temps d’attente doivent être pris en compte - l’indentation est petite et adaptée aux tests de produits déjà finis - compact et léger, portable - les échelles utilisent différentes goupilles et forces de pression |
JIS Z 2246 |
| Dureté Vickers (DIN EN ISO 6507-1) |
Matériaux souples, moyennement durs à très durs (métaux et céramiques) par ex., matériaux avec une couche trempée par induction, carbonisation, nitration, revêtement galvanique ou céramique, etc. |
Force de test F en N Moyenne arithmétique des 2 diagonales d’empreinte en mm |
- le pénétrateur est en diamant et peut ainsi tester des matériaux de toute dureté - ne convient pas aux matériaux poreux microstructure homogène requise |
JIS Z 2244 |
Quelle que soit la procédure choisie : La boutique MISUMI propose une gamme d’appareils de mesure de dureté.
Dureté de l’acier
Le degré de dureté de l’acier indique sa résistance à la déformation plastique ou à la pénétration. Il s’agit d’une mesure de la dureté (contre la pénétration d’un corps) ou de la résistance (contre la défaillance ou la déformation irréversible) de l’acier. Différents niveaux de dureté de l’acier peuvent être obtenus grâce à des traitements thermiques ciblés. Une nouvelle structure avec les propriétés souhaitées est créée en déplaçant, intégrant ou éliminant des particules de matériau :
- Déplacement : recuit, trempe, durcissement, revenu, stabilisation
- Intégration : Cémentation, nitruration
- Élimination : Décarburation (Recuit de stabilisation)
L’impact des différentes duretés de l’acier
Le type d’alliage influence directement les capacités de durcissement et les processus de traitement thermique. Les utilisateurs doivent toujours choisir entre dureté et ductilité. La capacité respective à durcir différentes nuances d’acier présente des avantages et des inconvénients. Afin de trouver l’acier adapté à l’usage prévu, ces capacités doivent donc être soigneusement envisagées. La dureté de l’acier peut avoir les influences suivantes :
Impact de l’augmentation de la dureté sur la ductilité et l’usinabilité
La dureté de l’acier affecte la ductilité et l’usinabilité. La ductilité décrit la capacité d’un matériau à résister aux contraintes (par ex. choc ou impact soudain) sans défaillance.
L’acier plus souple est plus ductile que l’acier plus dur. Il est donc plus facile à déformer et à usiner. D’autre part, l’acier plus dur est cassant et se rompt plus rapidement sous des charges élevées. En même temps, il est plus résistant à l’abrasion et à la pénétration.
La figure suivante donne un aperçu de la dureté, de la ductilité et de l’interaction des deux dans différentes nuances d’acier :
Interaction de dureté et de ductilité
Alors que la dureté du côté gauche diminue vers l’acier de construction, la ductilité du côté droit augmente en même temps.
La dureté de l’acier influence également la sélection des outils. L’acier plus dur entraîne une usure plus rapide des outils. Les signes typiques d’usure sont l’émoussement ou l’endommagement de la lame. En outre, lors de l’usinage de l’acier trempé, il peut être nécessaire de régler les conditions de coupe, par ex. vitesse de coupe réduite. Outre le réglage de la vitesse de coupe et des conditions de coupe, il est nécessaire d’utiliser des outils de fraisage et de coupe spécialisés en fonction de la dureté de l’acier. À cette fin, la boutique MISUMI propose une large gamme d’outils pour les processus d’usinage.