La dureté du matériau lui confère la capacité de résister à une déformation permanente lorsque la charge est appliquée. D'un point de vue technique, la détermination de la dureté du matériau est importante car la résistance à l'usure par érosion ou frottement par différents éléments a tendance à augmenter avec la dureté en général. Plus grande serait la capacité du matériau à résister à la déformation, plus grande serait sa dureté.

Fondamentaux de la dureté du matériau

La dureté du matériau dépend de sa viscosité, de sa ténacité, de sa déformation, de sa résistance, de sa ductilité, de sa viscoélasticité, de sa plasticité et de sa rigidité élastique. La dureté des matériaux est testée par diverses procédures d'essai de dureté non destructives, rapides et efficaces.

Qu'est-ce que le test de dureté?

L'évaluation de la résistance du matériau à la déformation permanente telle que l'usure, les rayures, l'indentation et l'abrasion est connue sous le nom de test de dureté. C'est l'un des types courants de phénomène de contrôle de qualité effectué pour tester la dureté des matériaux. Il est utilisé pour tester l'état actuel du matériel et est l'un des tests les plus faciles à être disponibles et effectués dans les laboratoires, etc.

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Zinc métal

Le zinc métal a une myriade d'utilisations biologiques et industrielles et se trouve en abondance dans la croûte terrestre. Le zinc a généralement une couleur blanc bleuté et est cassant à température ambiante qui peut être poli pour une finition plus brillante. Le zinc est principalement utilisé pour protéger le métal contre la corrosion indésirable destinée à galvaniser l'acier. Cependant, d'autres alliages de zinc sont essentiels pour une large gamme d'applications, y compris le laiton.

Importance du zinc

Il existe un certain nombre de minéraux de zinc différents à partir desquels le zinc est récupéré en plus d'être recyclé à partir de la ferraille. Les alliages de zinc sont plus solides et plus résistants que le zinc lui-même. De plus, pour être bénéfique pour une vie saine des humains et des animaux, le zinc présente d'énormes avantages. En raison de sa nature non réactive dans l'eau ou l'air, le zinc est appliqué en couches minces sur les produits en acier et en fer pour les protéger de la rouille. Le zinc est largement utilisé à de larges fins telles que dans les produits chimiques, l'industrie du caoutchouc, les lampes fluorescentes, les écrans de télévision, les piles sèches et les applications agricoles. Par conséquent, il est essentiel de tester la dureté du zinc avant de pouvoir l'utiliser à diverses fins afin d'éviter tout dommage colossal dans n'importe quel domaine de la vie.

La dureté du zinc métal

Discutons des propriétés physiques générales du zinc métal qui détermineront la dureté du zinc métal :

  • Ténacité : Le zinc pur est généralement cassant et a une faible ténacité. Cependant, par rapport à d'autres alliages de moulage sous pression, les alliages de zinc ont en général une résistance aux chocs élevée.
  • Conductivité : La conductivité du zinc est généralement modérée pour un métal. Cependant, les puissantes propriétés électrochimiques servent bien dans les piles alcalines et le processus de galvanisation.
  • Ductilité : le zinc devient malléable et ductile entre 212-302oF, tandis que l'augmentation des températures le ramène à un état fragile. Les alliages de zinc sont bien meilleurs à cette propriété qui permet d'utiliser des méthodes de fabrication plus complexes par rapport au métal pur.
  • Résistance : Le zinc a une résistance à la traction qui est d'environ la moitié de l'acier au carbone doux et est généralement considéré comme un métal faible.

Test de dureté pour le zinc métal

Il existe divers tests de dureté qui ont été pratiqués pour mesurer la dureté de divers métaux. Le test de dureté pour le matériau spécifique est choisi en fonction de la taille, de l'état, de la pièce et du type de matériau qui fait généralement référence à l'homogénéité du matériau.

Les tests de dureté nécessitent souvent une surface plane, polie et rectifiée afin que les empreintes de dureté soient situées dans la bonne région et que diverses régions de soudure puissent être identifiées. Il existe différentes méthodes d'essai de dureté utilisées pour tester la dureté du zinc. Les types de tests les plus couramment utilisés pour mesurer la dureté du zinc sont le test de dureté Brinell, le test de dureté Rockwell, le test de dureté Mohs et le test de dureté Knoop.

Test de dureté Brinell

Inventés par le Dr JA Brinell en 1900, les tests de dureté Brinell sont aujourd'hui largement utilisés pour tester les matériaux d'ingénierie. Une machine de bureau est utilisée par le test Brinell, et une charge d'un objet d'un diamètre spécifique lui est appliquée sur une sphère durcie.

Brinell Hardness Tester

Le nombre de dureté Brinell est obtenu en divisant la charge utilisée (en kg) par la surface d'indentation mesurée (en millimètres carrés), présente sur la surface d'essai. Les tests Brinell sont moins affectés par les structures à gros grains des matériaux en fournissant la mesure sur une grande surface par rapport à d'autres tests.

Essai de dureté Rockwell

Le test de dureté Rockwell est l'un des tests de dureté célèbres qui est largement utilisé et reconnu pour sa précision. La dureté fait référence à la résistance à la pénétration mesurée par le Rockwell escalader. Ce test a été utilisé pour la première fois en 1919 et a été développé à l'origine par Stanley P. Rockwell. La dureté du zinc peut être mesurée de la manière la plus simple possible par le test de dureté Rockwell car il fonctionne en appuyant sur un pénétrateur d'une charge spécifique sur la surface du matériau, puis en mesurant la distance que le pénétrateur a pu pénétrer. Pour donner des résultats précis, 30 échelles différentes sont utilisées pour les tests de dureté Rockwell. Chaque échelle est choisie en fonction du matériau d'essai, de l'échantillon de métal, des limites de chaque échelle et de l'homogénéité du matériau. L'intendant (ou brale) est soit en forme de diamant sphérique, soit une bille d'acier d'un diamètre spécifique. Des charges relativement élevées sont appliquées dans cette méthode via le carbure de tungstène aux pièces.

Le test de dureté Knoop

Le test de dureté Knoop est idéal pour tester des couches minces et surmonter la fissuration dans les matériaux cassants. Cette méthode sert d'alternative au test Vickers (utilisé principalement pour les matériaux durs) pour faciliter la plage de test de microdureté. L'empreinte est mesurée en mesurant optiquement la longue diagonale et est généralement un diamant pyramidal asymétrique.

Essai de dureté de Mohs

La dureté du zinc peut être mesurée par l'une des plus anciennes méthodes connues sous le nom de test de dureté de Mohs, conçue en 1812 par le minéralogiste allemand Friedrich Mohs. Cette méthode implique l'identification de substances de dureté définie ou connue qui auraient pu rayer la surface du matériau. Les résultats de dureté sont mesurés aux échelles nano, micro et macro. Les minéraux sont classés le long de l'échelle de Mohs pour donner les valeurs numériques à la propriété physique composée de dix minéraux avec des valeurs de dureté aléatoires. Le test de dureté Mohs devrait fournir une mesure précise de la dureté, en particulier pour les minéraux et les substances cassantes comme le zinc au lieu des matériaux industriels tels que la céramique et l'acier.

 

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