Introduction: Qu'est-ce que l'essai de dureté Brinell

La méthode Brinell est l'une des techniques les plus populaires et les plus utilisées pour mesurer la dureté d'une grande variété d'échantillons.

La méthode a été nommée d'après JA Brinell qui était son inventeur en 1900. Par conséquent, le test Brinell est la plus ancienne méthode d'essai de dureté.

Les charges d'essai appliquées selon cette méthode sont variables, ce qui ajoute à sa polyvalence et la rend idéale pour différents types d'échantillons.

Il peut être facilement utilisé pour mesurer les valeurs de dureté de presque tous les types de métaux et également d'autres types de matériaux.

Selon cette méthode, une force de charge d'essai de 3000 kg et une bille sphérique en carbure de 10 mm de diamètre sont utilisées comme pénétrateur.

En cas de mesure de dureté pour des métaux et alliages plus mous, la force de charge d'essai peut être réduite à 500 kgf et la bille du pénétrateur peut avoir un diamètre de 5 mm à 10 mm.

En Europe, le test Brinell est souvent utilisé pour les petites applications dans lesquelles une force de charge de test de 1 kgf et un pénétrateur sphérique de 1 mm sont utilisés.

Le test utilise de petits paramètres en Europe et est souvent également appelé test Baby Brinell là-bas.

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Pourquoi utiliser le test de dureté Brinell

Les tests de dureté sont une partie importante de toute entreprise d'ingénierie.

Il aide à déterminer l'intégrité structurelle et l'aptitude de l'échantillon à être utilisé pour des applications spécifiques.

Il permet aux entreprises d'utiliser des matières premières de la meilleure qualité après avoir effectué ses tests de dureté et s'être assuré de son adéquation à ladite application.

Il aide à respecter les normes de sécurité émises par un autre gouvernement ou par les autorités compétentes en garantissant la meilleure qualité de produits.

Les tests de dureté donnent également une idée juste du degré auquel un matériau particulier peut être soumis à un traitement pour être utilisé pour des applications particulières.

 

La procédure du test Brinell

La méthode Brinell d'essai de dureté est utilisée pour mesurer la dureté d'un échantillon qui est généralement trop grossier ou trop grossier pour être mesuré par d'autres méthodes.

Cette méthode utilise généralement une charge d'essai plus élevée de 3000 kg et un diamètre de pénétrateur de 10 mm.

L'indentation réalisée à l'aide de cette méthode égalise la surface de l'échantillon et toute autre incohérence sous la surface.

La charge d'essai prédéterminée est appliquée à un pénétrateur sphérique qui est maintenu sur la surface de l'échantillon pendant une durée fixe (généralement 10 secondes) puis déplacé.

La profondeur de l'indentation faite sur la surface de l'échantillon par ce processus est ensuite mesurée avec des instruments optiques avancés sur au moins deux diamètres.

Un tableau guide est ensuite utilisé pour convertir le diamètre moyen en valeur de dureté Brinell correspondante.

Les charges d'essai les plus couramment utilisées vont jusqu'à 3000Kgf pour les alliages ferreux et l'acier.

Pour les métaux plus mous, une force de charge d'essai de 500Kgf est utilisée.

Parfois, des charges de test aussi faibles que 1Kgf sont également utilisées, mais c'est une chose rare dans les tests de dureté Brinell.

Testeur de dureté électronique Brinell

Lors des essais de dureté par la méthode Brinell, la profondeur de l'empreinte sur l'éprouvette doit être mesurée très soigneusement.

Les incohérences dans la mesure sont la plus grande source d'erreur lors de la mesure de la dureté à l'aide de la méthode Brinell.

Il peut y avoir des disparités par l'opérateur dans la mesure de l'indentation qui peut conduire à des erreurs dans les valeurs de dureté.

Pour résoudre ce problème, des oscilloscopes Brinell optiques automatiques ont été développés qui utilisent des systèmes optiques avancés pour mesurer l'indentation.

Cela aide à éliminer l'erreur humaine et la subjectivité dues aux mesures de l'opérateur et standardise la mesure de l'indentation.

Cela fournit des valeurs de test de dureté plus précises et plus fiables.

Cependant, l'utilisation de tels systèmes optiques augmente également les complexités et les coûts associés aux tests de dureté utilisant la méthode Brinell.

Si la surface d'essai n'est pas plane ou si elle est recouverte d'écailles épaisses, les valeurs de dureté ne seront pas fiables.

D'autres cas où la méthode d'essai Brinell fournira des mesures erronées et peu fiables sont si la surface de l'échantillon d'essai est trop mince, moins de 9,6 mm.

Si la surface de l'échantillon est trop dure, dépassant 450 HBS pour le pénétrateur à bille en acier et 650 HBW pour le pénétrateur à bille en carbure de tungstène, les valeurs de dureté ne seront également pas fiables.

HBS représente la dureté Brinell avec une bille d'acier et HBW représente la dureté Brinell avec une bille de tungstène.

La lecture de la dureté doit également être complétée en fournissant les détails de la charge appliquée et le diamètre du pénétrateur.

Par conséquent, si une charge d'essai de 3000Kgf a été appliquée à une bille de pénétrateur de 10 mm de diamètre, la lecture complète de la dureté doit être de 450 HBS. 10/3000.

Testeur de dureté Brinell entièrement automatique

Avantages du test de dureté Brinell

La méthode Brinell d'essai de dureté est l'une des techniques les plus couramment utilisées pour l'essai de dureté de différents types de matériaux.

Certains des principaux avantages de l'utilisation de la méthode d'essai de dureté Brinell sont décrits ci-dessous :

Peut être utilisé pour tous les métaux

La méthode Brinell d'essai de dureté est plus polyvalente que la méthode Rockwell.

La méthode d'essai de dureté Brinell utilise généralement soit un pénétrateur à bille d'acier avec un diamètre spécifique pour faire des marques d'indentation sur la surface de l'échantillon.

Pour cette raison, la méthode d'essai de dureté Brinell est idéale pour tester la dureté d'une plus grande variété de matériaux.

Il peut être utilisé pour mesurer la dureté de presque tous les types de métaux.

Comme d'autres méthodes utilisent une charge d'essai et une taille de pénétrateur fixes, elles ne conviennent pas pour tester la dureté de matériaux d'éprouvette plus mous ou plus fragiles.

Cependant, l'avantage de la méthode de test de dureté Brinell est que la taille de la charge et la taille de la bille du pénétrateur peuvent être modifiées, ce qui la rend idéale pour tester également d'autres spécimens plus délicats et fragiles.

la méthode Brinell vous offre un espace de test plus large qui permet de faire la moyenne des mesures de dureté.

Il s'agit d'un moyen plus précis de mesurer la dureté des échantillons et fournit également une estimation plus fiable de la façon dont l'échantillon peut réagir aux déformations dans le monde réel.

 

Plus précis que la méthode Rockwell

Les résultats de la méthode d'essai de dureté Brinell sont plus précis et fiables que la méthode Rockwell.

La méthode Rockwell mesure la profondeur d'indentation réalisée sur la surface de l'échantillon sans utiliser d'équipement optique de pointe, ce qui la rend sujette aux erreurs.

L'influence de l'opérateur peut conduire à des résultats de test très variables.

La méthode Brinell d'essai de dureté mesure également la profondeur d'indentation réalisée sur la surface de l'échantillon par le pénétrateur sphérique, mais elle offre une bonne précision et une bonne représentation en utilisant la méthode Rockwell.

La profondeur d'indentation est étudiée et analysée à l'aide d'un équipement optique avancé qui fournit une valeur de dureté meilleure et précise par rapport à la méthode Rockwell.

Cette méthode n'est pas affectée par les points mous sur la surface de l'échantillon.

Même si la surface de l'échantillon est rugueuse, la méthode Brinell d'essai de dureté peut toujours vous fournir une mesure de dureté plus précise et fiable par rapport aux autres méthodes.

Testeur automatique de dureté Brinell à affichage numérique à faible charge 

Les résultats sont indépendants de la force

Les résultats de la méthode d'essai de dureté Brinell sont indépendants de la force appliquée car la force peut être ajustée pour différents types d'éprouvettes et cela n'affectera pas les lectures de dureté.

Cela est dû au fait que la méthode Brinell utilise un pénétrateur sphérique pour tester la dureté des échantillons.

La sphère distribue la pression uniformément le long de sa surface, ce qui n'est pas le cas lors de l'utilisation de pointes et de pénétrateurs coniques dans d'autres méthodes.

Du fait que les résultats sont indépendants de la force, la méthode d'essai de dureté Brinell est une méthode plus précise et fiable d'essai de dureté de divers types d'éprouvettes.

Avec la méthode Brinell, tant que la relation entre la force appliquée et la taille de la bille sphérique du pénétrateur reste constante, les résultats des valeurs de dureté générées par cette méthode resteront indépendants de la force appliquée.

 

 Limites de l'essai de dureté Brinell

Malgré ses nombreux avantages, la méthode Brinell d'essai de dureté comporte également peu de limitations.

La profondeur d'indentation faite sur la surface de l'échantillon doit être mesurée avec précision selon cette méthode.

Même un petit écart de mesure peut entraîner une erreur significative dans la mesure de la valeur de dureté d'un échantillon.

Les valeurs de dureté sont mesurées en utilisant un équipement optique pour évaluer la profondeur d'indentation faite sur la surface de l'échantillon.

Pour cette raison, la surface de l'échantillon doit être préparée bien à l'avance avant d'effectuer le test Brinell.

Toute forme d'imperfections sur la surface de l'échantillon comme la saleté, la rugosité, etc.

fournira des valeurs de test de dureté erronées et peu fiables.

Comme un équipement optique plus avancé et sophistiqué est nécessaire pour mesurer les valeurs de dureté dans cette méthode, la méthode Brinell est plus coûteuse que la méthode Rockwell.

La surface de l'échantillon doit être préparée avant d'effectuer le test Brinell, par conséquent, la méthode Brinell d'essai de dureté prend du temps et n'est pas idéale pour les tests en vrac.

Il faut plus de 30 à 60 secondes pour mesurer la dureté de l'échantillon, ce qui exclut le temps nécessaire à la préparation de l'échantillon.

Le test Brinell ne convient que pour les tests de dureté des surfaces planes.

Si la surface n'est pas plane, il est alors très difficile d'utiliser cette méthode.

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Précautions générales lors des essais de dureté Brinell

Certaines précautions doivent être suivies attentivement pour garantir que la valeur de dureté dérivée des tests Brinell est précise et fiable.

La première précaution à prendre est que l'éprouvette soit au moins 8 à 10 fois supérieure à la profondeur d'empreinte prévue à faire sur sa surface.

Cela évitera que des déformations ne s'étendent à la surface opposée de l'éprouvette.

Une fois l'essai effectué, il ne doit pas y avoir de déformation sur la surface opposée à l'endroit où l'indentation a été faite à l'origine.

La surface de l'échantillon doit être lisse et exempte de tout type d'imperfections.

La surface de l'échantillon doit être exempte de tout type de saleté, de contamination, de corps étrangers, de particules, etc. pour fournir des valeurs de dureté fiables et acceptables.

Lors de l'essai, il convient également de veiller à ce que l'indentation ne soit pas faite sur le bord de la surface de l'échantillon.Testeur de dureté électronique Brinell

La distance de l'empreinte doit être au moins 2,5 fois supérieure au diamètre de l'empreinte.

Cela permet d'éviter une concentration inutile du stress.

L'espacement entre les deux empreintes doit être d'au moins 3 fois le diamètre de l'empreinte.

Si des empreintes successives sont faites sur la surface de l'échantillon qui est trop étroitement regroupée, cela peut alors fournir des lectures de dureté plus élevées que les lectures de dureté réelles en raison de l'écrouissage de la surface de l'échantillon.

La charge d'essai ne doit pas être appliquée rapidement dans l'essai Brinell car elle peut réduire l'écoulement plastique d'un matériau, ce qui produit un effet sur la taille de l'empreinte.

La surface de l'échantillon doit toujours être perpendiculaire au pénétrateur.

Cela garantit des indentations appropriées et visibles sur la surface de l'échantillon.

Si le pénétrateur n'est pas perpendiculaire à la surface de l'éprouvette et qu'il y a une déviation de l'éprouvette, alors les valeurs de dureté dérivées seront peu fiables et sujettes aux erreurs.

Vous pouvez utiliser des enclumes pour maintenir la surface de l'échantillon en toute sécurité pendant que le pénétrateur s'y enfonce perpendiculairement.

L'environnement d'essai et la surface de l'échantillon doivent être exempts de tout type de saleté et de contamination.

Le personnel d'essai doit suivre attentivement les procédures d'exploitation pour mesurer la dureté de l'échantillon.

Si un duromètre n'a pas été suffisamment utilisé dans le passé, il doit être testé plusieurs fois avant de l'utiliser pour le test.

Le duromètre doit être maintenu propre et en bon état de fonctionnement pour fournir des lectures de dureté précises.

Le pénétrateur peut également être enduit d'une huile antirouille ou d'un lubrifiant pour l'empêcher de rouiller et de se corroder.

La valeur de dureté Brinell dépend de la surface de l'empreinte faite sur la surface de l'échantillon.

L'indentation dans la méthode Brinell peut fournir différentes caractéristiques qui doivent être étudiées et analysées avec soin pour obtenir des résultats précis.

Lorsque le pénétrateur est soumis à la force de charge d'essai et qu'il appuie sur l'échantillon, il effectuera un grand nombre de déformations sous le pénétrateur.

La surface près de l'indentation est légèrement bombée en raison du volume de métal déplacé par l'indenteur.

Dans le cas d'empreintes de type billonnage réalisées, le diamètre de l'empreinte sera supérieur à la valeur réelle de l'empreinte et dans les empreintes de type fonçage, le diamètre de l'empreinte sera inférieur à la valeur réelle de l'empreinte.

 

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