Essai de dureté

Aux alentours de 1900, Martens proposait la définition suivante: „La dureté est la résistance d'un corps à la pénétration d'un autre corps (plus dur).“ Cette définition aussi simple que juste s’est imposée jusqu’à ce jour dans le domaine technique. La dureté technique est une grandeur caractéristique mécanique permettant de décrire un matériau ou un état du matériau.

La dureté ne peut être mesurée directement, mais est dérivée de variables de mesure primaires (par exemple, la force d'essai, la profondeur de pénétration, la zone d’empreinte). La valeur de la dureté est déterminée selon la méthode d'essai de dureté:

  • à partir de la force d'essais et d'une grandeur géométrique caractérisant l'empreinte de dureté (par exemple, la profondeur de pénétration)
  • uniquement par une longueur caractérisant l'empreinte de dureté
  • par une réponse matérielle différente (par exemple, capacité d’évaluer la surface à gratter)

Pour comparer des valeurs de dureté, celles-ci doivent être déterminées avec la même méthode d'essai avec des paramètres d'essai identiques.

Une valeur de dureté, significative, devra ainsi être caractérisée par les critères suivants: définition de la valeur de dureté, géométrie et matériau du pénétrateur, temps d’application de la force d’essai de même que le type de son application, la texture ou encore qualité de la surface de l'éprouvette.

Lors du choix d'une méthode d'essai de dureté, les éléments suivants sont prépondérants:

  • Coût
  • Temps de préparation
  • Disponibilité des machines et équipements
  • Prescriptions normatives

Autres facteurs:

  • Matériau et dureté de l’éprouvette
  • Forme, dimensions et poids
  • Accessibilité de l’éprouvette
  • Demande (par exemple, série ou essai de courbe de dureté)
  • Incertitude de mesure autorisée
Diagramme de la méthode d’essais de dureté

Les essais de dureté sur les métaux reposent principalement sur des méthodes avec application statique de la force. Un pénétrateur (sphérique, conique, pyramide) en métal dur ou en diamant est enfoncé verticalement dans la surface de l'éprouvette, qui repose sur une base solide. L’application de la force s’effectue sans heurt avec une force d’essais et un temps d’application définis. Dans de nombreuses méthodes d’essais, l’empreinte est mesurée après déchargement. Les valeurs de longueur mesurées (profondeur de pénétration, diagonale, diamètre) et la force d'essai sont utilisées pour calculer la valeur de dureté.

Dans la pratique, les essais sont réalisés d’après les méthodes d’essais de dureté Rockwell, Brinell, Vickers et Knoop. La méthode moderne de l’essai de pénétration instrumentée (dureté Martens) gagne toujours en importance. Principalement utilisée en R&D ainsi que dans les applications industrielles, cette méthode est utilisée de plus en plus souvent, car elle fournit d'autres paramètres (que la valeur de dureté) pour la détermination des propriétés des matériaux. Cette méthode peut en outre être utilisée indépendamment du matériau.

Les méthodes avec application dynamique de la force sont principalement utilisées pour les essais de dureté sur grands composants requérant des dispositifs mobiles.

Top