ASTM D785 & ISO 2039-1/-2 Essai de dureté sur plastique
Les normes ASTM D785 et ISO 2039-1/-2 décrivent la méthode de détermination de la dureté des plastiques, du caoutchouc dur et des matériaux d’isolation électrique en plastique utilisés à l’aide d’un pénétrateur à bille chargé d’un poids. Dans la norme ISO 2039-1, la valeur de dureté est calculée via un essai de pénétration à bille. À partir de la profondeur de pénétration mesurée, la surface de l’empreinte et la dureté sont calculées. Les normes ASTM D785 et ISO 2039-2 décrivent la méthode de calcul de la dureté (technique par indentation) des plastiques à l’aide d’une machine d’essai de dureté Rockwell.
Cette méthode permet de déterminer la dureté dans le domaine macro avec une force d’essai de 49 - 980,7 N. Il s’agit d’une méthode de différence de profondeur. Cela signifie que pour déterminer la valeur de dureté d’une pièce d’essai, on mesure la profondeur de pénétration permanente créée par le pénétrateur. Le pénétrateur est une bille d’acier utilisée pour la dureté Rockwell avec un diamètre de bille différent selon la méthode.
ISO 2039-1 Pénétration à la bille ASTM D785/ISO 2039-2 Rockwell Appareils d’essai Téléchargements Demander conseil
ISO 2039-1 Réalisation de l’essai de dureté de pénétration à la bille
Lors de la dureté de pénétration à la bille selon ISO 2039-1, la force d’essais totale est appliquée en deux étapes. Cela doit permettre d’éliminer l’influence de la rugosité de la surface de l’éprouvette (par exemple des rainures sur l’éprouvette) ainsi que l’erreur de mesure liée au jeu de la mesure de la profondeur de pénétration.
Le pénétrateur est tout d’abord enfoncé dans l’éprouvette à tester avec la force d’essai préliminaire de 9,8 N (également appelée force préliminaire ou précharge) jusqu’à la profondeur de pénétration h0 - h0 définissant le plan de référence (base) pour la mesure ultérieure de la profondeur de pénétration permanente (h).
La force d’essai est ensuite appliquée pendant une durée d’action définie selon la norme, alors que la profondeur de pénétration est mesurée. Sélectionner la force d’essai parmi les valeurs 49 N, 132 N, 358 N et 961 N afin que la profondeur de pénétration se situe entre 0,15 et 0,35 mm après une durée d’action de 30 s. En cas de profondeur de pénétration inférieure à 0,15 mm ou supérieure à 0,35 mm à la fin de la durée d’action de la force d’essai, celle-ci doit être augmentée ou réduite en conséquence.
La surface de l’empreinte est calculée à l’aide de la profondeur de pénétration h mesurée. La dureté de pénétration à la bille (HB) est calculée selon une formule définie dans la norme. Les empreintes d’essai doivent être placées de manière à disposer d’une distance suffisante par rapport au bord de l’éprouvette de même qu’entre les différentes empreintes d’essai (chacune ne devant pas être inférieure à 10 mm).
Des charges d’essais élevées et une grande empreinte permettent la mesure sur une large surface d’essais et donc un fort étalement de la valeur mesurée. La méthode s’adapte ainsi tant à la mesure des plastiques non-remplis que des plastiques remplis.
ISO 2039-1 Affichage de la valeur de dureté
La valeur de dureté de l’essai sur plastique selon ISO 2039-1 se compose de deux éléments :
- une valeur de dureté numérique
- les deux lettres capitales HB, signifiant « dureté de pénétration à la bille (H = Hardness; B = Ball indentation) »
Exemple de représentation et de mode de lecture d'une valeur de dureté:
- 45 HB : 45 …valeur de dureté ; HB …dureté de pénétration à la bille en newtons par millimètre carré (N/mm²)
ASTM D785 & ISO 2039-2 Essai de dureté Rockwell
- L’ISO 2039-2 et l’ASTM D785 définissent différentes échelles de dureté Rockwell pour l’essai de dureté sur plastique.
- Dans la méthode Rockwell, la force d’essai totale est appliquée en deux étapes. Cela doit permettre d’éliminer l’influence de la rugosité de la surface de l’éprouvette (par exemple des rainures sur l’éprouvette) ainsi que l’erreur de mesure liée au jeu de la mesure de la profondeur de pénétration.
- Contrairement à la dureté de pénétration à la bille selon ISO 2039-1, pour laquelle la profondeur de pénétration est mesurée sous charge, la mesure de la profondeur de pénétration s’effectue à une précharge définie dans la méthode Rockwell. Différents pénétrateurs sont proposés selon les échelles Rockwell.
ASTM D785 et ISO 2039-2 Réalisation de l’essai
Pour la détermination de la dureté sur plastique selon ISO 2039-2 et ASTM D785, le pénétrateur est tout d’abord enfoncé dans l’éprouvette à tester avec la force d’essai préliminaire correspondante (également appelée force préliminaire ou précharge) jusqu’à la profondeur de pénétration h0 - h0 définissant le plan de référence (base) pour la mesure ultérieure de la profondeur de pénétration permanente (h).
La force d’essai est ensuite appliquée pendant une durée d’action définie selon la norme (plusieurs secondes), le pénétrateur pénétrant dans l’éprouvette jusqu’à la profondeur de pénétration maximale h1.
À la fin de la durée d’action, la force d’essai est à nouveau annulée, le pénétrateur revient vers le haut, autour de la partie élastique de la profondeur de pénétration sur la force d’essai totale et reste à la hauteur de la profondeur de pénétration résiduelle h. Celle-ci est également appelée différence de profondeur (différence entre la profondeur de pénétration avant et après l’application de la force d’essai totale). La profondeur de pénétration permanente h permet ensuite de calculer la dureté Rockwell (HR) selon une formule définie dans la norme en utilisant l’échelle Rockwell appliquée.
ASTM D785 & ISO 2039-2 Distinction des méthodes d’essai
Les duretés sur plastique selon ASTM D785 et ISO 2039-2 diffèrent par le diamètre de la bille du pénétrateur et la hauteur de la force d’essai appliquée (également charge d’essai).
ASTM D785 Échelle de dureté Rockwell :
| Échelle de dureté Rockwell ASTM D785 | Précharge (kg) | Charge d’essai (kg) | Diamètre du pénétrateur |
|---|---|---|---|
| R | 10 | 60 | 0.5000 ± 0.0001 in / 12.700 ± 0.0025 mm |
| L | 10 | 60 | 0.2500 ± 0.0001 in / 6.350 ± 0.0025 mm |
| M | 10 | 100 | 0.2500 ± 0.0001 in / 6.350 ± 0.0025 mm |
| E | 10 | 100 | 0.1250 ± 0.0001 in / 3.175 ± 0.0025 mm |
| K | 10 | 150 | 0.1250 ± 0.0001 in / 3.175 ± 0.0025 mm |
ISO 2039-2 Échelle de dureté Rockwell :
| Échelle de dureté Rockwell ISO 2039-2 | Précharge (N) | Charge d’essai (N) | Diamètre du pénétrateur (mm) |
|---|---|---|---|
| R | 98,07 | 588,4 | 12,7 |
| L | 98,07 | 588,4 | 6,35 |
| M | 98,07 | 980,7 | 6,35 |
| E | 98,07 | 980,7 | 3,175 |
ASTM D785 & ISO 2039-2 Affichage de la valeur de dureté
La valeur de dureté selon ISO 2039-2 et ASTM D785 se compose de deux éléments :
- une valeur de dureté numérique
- les deux lettres majuscules HR, qui signifient « Hardness Rockwell » (dureté Rockwell)
Exemple de représentation et de mode de lecture d'une valeur de dureté:
- 65 HR
- 65 …valeur de dureté
- HR …selon Rockwell
Les appareils d’essai de dureté Rockwell se distinguent par un support de pénétrateur pour les essais de dureté permettant de mesurer les zones difficiles d’accès. Outre les normes ASTM D785 et ISO 2039-2, ils couvrent également l’essai de dureté classique et Super Rockwell selon ISO 6508 | ASTM E18.
