Sélection et domaine d’application du durcomètre

Le durimètre est un outil de mesure de la dureté des métaux. La notion de dureté a été définie pour la première fois par Leo Muhl ; elle désigne la capacité d’un matériau à résister à l’enfoncement d’un objet dur dans sa surface. Il s’agit l’un des indicateurs de performance importants des matériaux métalliques. En général, plus la dureté est élevée, meilleure est la résistance à l’usure.

Selon les principes de mesure utilisés, les durimètres se classent en durimètres de Leeb, durimètres Rockwell, durimètres Brinell, durimètres Shaw, durimètres Shore, durimètres Barcol, durimètres microdureté, durimètres Mohs, durimètres Vickers, etc.

Le durcomètre Brinell et le durcomètre Rockwell sont les plus couramment utilisés. Il est possible de mesurer la dureté de l’acier et de la fonte d’acier, des aciers à outils alliés, des aciers inoxydables, de la fonte grise, de la fonte ductile, des alliages d’aluminium moulés, des alliages cuivre-zinc (laiton), des alliages cuivre-étain (bronze), du cuivre pur, de l’acier forgé, des pièces ayant subi un traitement thermique, une cémentation, une trempe avec formation d’une couche superficielle durcie, des revêtements de surface, de l’acier, des métaux non ferreux, ainsi que des pièces très petites ou très minces, du caoutchouc, des matières plastiques, des plaquettes de circuits intégrés (IC), des bijoux, etc.

Plusieurs points méritent une attention particulière concernant le durcomètre.

1. Le durcomètre lui-même produira deux erreurs : l’une est due à la déformation et au déplacement de ses composants ; l’autre est causée par un paramètre de dureté qui dépasse la norme spécifiée. Pour cette deuxième erreur, le durcomètre doit être étalonné à l’aide d’un bloc étalon avant la mesure. Le durcomètre Rockwell est considéré comme conforme si l’écart d’étalonnage est compris dans la fourchette ±1, et si la valeur stable dans cet écart est comprise dans la fourchette ±2, auquel cas une valeur de correction peut être fournie. Lorsque l’écart sort de la fourchette ±2, le durcomètre doit être réétalonné et réparé, ou remplacé par une autre méthode d’essai de dureté.

2. Le duromètre possède différentes plages d’application et doit être sélectionné conformément aux réglementations. Par exemple, lorsque la dureté est supérieure à HRB 100, l’échelle HRC doit être utilisée pour le test ; lorsque la dureté est inférieure à HRC 20, l’échelle HRB doit être utilisée pour le test. En effet, lorsqu’on dépasse la plage de mesure spécifiée, la précision et la sensibilité du duromètre sont médiocres, la valeur de dureté obtenue est inexacte et le dispositif n’est pas adapté à une utilisation fiable.

3. Lors du remplacement de l’indenteur ou de la platine, veillez à nettoyer soigneusement la zone de contact. Après le remplacement, effectuez plusieurs essais sur un échantillon d’acier présentant une dureté déterminée jusqu’à ce que deux valeurs de dureté consécutives soient identiques. Cette procédure vise à assurer un serrage optimal et un bon contact entre l’indenteur ou la platine et la partie de contact de la machine d’essai, afin d’éviter toute incidence sur la précision des résultats.

4. Une fois le duromètre réglé, lors du début de la mesure de la dureté, le premier point de mesure est effectué à l’aide d’un bloc étalon afin d’éliminer toute situation où le contact entre l’éprouvette et la semelle n’est pas satisfaisant, ce qui entraînerait une valeur mesurée inexacte. Une fois cette vérification confirmée, le duromètre est considéré comme étant dans un état de fonctionnement normal avant que l’éprouvette ne soit officiellement testée et que la valeur de dureté mesurée ne soit enregistrée.

5. Si l’éprouvette le permet, il convient généralement de sélectionner différentes parties pour effectuer au moins trois mesures de dureté. La distance entre les trois points doit être d’au moins 3 mm, et la valeur moyenne des trois mesures est retenue comme valeur de dureté de l’éprouvette.

6. Pour les éprouvettes de forme complexe, des cales appropriées doivent être utilisées, et les mesures peuvent être réalisées après fixation de l’éprouvette. Les éprouvettes circulaires sont généralement placées dans des rainures en V pour effectuer les mesures.

7. Le duromètre doit être étalonné conformément à la réglementation. Le bloc étalon utilisé pour l’étalonnage du duromètre ne peut pas être utilisé des deux côtés, car la dureté de la surface étalon et celle de la face arrière peuvent ne pas être identiques. Il est généralement prévu que le bloc étalon reste valable pendant un an à compter de la date de son étalonnage.

les domaines d’application des différents duromètres sont les suivants :

Duromètre Brinell : Principalement utilisé pour les essais de dureté des aciers forgés et des fontes à structure hétérogène, et également adapté aux métaux non ferreux et à l’acier doux. L’essai de dureté Brinell convient à l’inspection des matières premières et des produits semi-finis produits . Son avantage réside dans la grande taille de l’empreinte, ce qui permet de refléter les performances globales du matériau et assure une haute précision ; son inconvénient est que l’empreinte est importante et qu’il n’est généralement pas utilisé pour l’inspection des produits finis.

‌ Duromètre Rockwell : Convient aux essais de dureté de divers métaux ferreux et non ferreux, notamment les aciers trempés, les aciers trempés et revenus, les aciers revenus, les aciers recuits, les aciers à surface durcie, les matériaux carbures, les matériaux obtenus par métallurgie des poudres, les revêtements projetés thermiquement, etc. Son avantage réside dans sa grande polyvalence, ce qui le rend adapté aux essais de dureté de divers métaux ferreux et non ferreux ; son inconvénient est que l’empreinte est petite, ce qui le rend adapté aux métaux en tôle mince, aux tubes à paroi mince, etc.

‌ Durémètre Rockwell de surface : Adapté pour les essais de dureté de tôles minces, de couches durcies par cémentation ou nitruration, de traitements de surface, d'aciers inoxydables et d'alliages d'aluminium, etc. ‌ Durimètre Vickers : utilisé pour mesurer des pièces très petites, des tôles d'acier minces, des feuilles métalliques, des plaques de circuits intégrés (CI), des fils, des couches minces durcies, des couches de placage électrolytique, du verre, des bijoux et des céramiques. Son avantage réside dans la faible taille de l'empreinte, ce qui le rend adapté aux essais sur des pièces très petites et des matériaux minces ; son inconvénient est que son utilisation est relativement complexe. Adapté aux essais sur des pièces très petites, des tôles d'acier minces, des feuilles métalliques et d'autres matériaux.