Vue d'ensemble: Test de dureté Rockwell

Le test de dureté Rockwell est l'une des méthodes les plus élémentaires et les plus efficaces de test de dureté de différents matériaux. Il a été inventé par Stanley P. Rockwell en 1919 pour déterminer la mesure précise et rapide de la dureté.

La méthode d'essai Rockwell applique une force de charge d'essai mineure et majeure à travers un pénétrateur pour faire des indentations sur la surface de l'éprouvette pour laquelle la dureté doit être testée.

La profondeur d'indentation est ensuite mesurée et convertie en valeur de dureté Rockwell. À l'aide des tableaux de conversion Rockwell, la valeur de dureté Rockwell est convertie en la mesure de dureté correspondante.

Cette méthode a été utilisée pour mesurer la dureté de différents types de matériaux. Selon la dureté de l'éprouvette, la méthode d'essai Rockwell peut utiliser un pénétrateur à bille d'acier ou un pénétrateur conique à pointe de diamant.

Avantages du testeur de dureté Rockwell

Les testeurs de dureté Rockwell sont largement utilisés pour mesurer la dureté de différents types d'éprouvettes. Certains des principaux avantages de l'utilisation d'un testeur de dureté Rockwell sont les suivants:

  • Le test est simple et rapide. En raison de sa nature non complexe, il ne nécessite pas obligatoirement un opérateur hautement qualifié et formé pour son exécution.
  • Le testeur Rockwell est économique et ne nécessite pas de systèmes optiques avancés pour mesurer la dureté de l'échantillon.
  • C'est aussi un test non destructif. Le pénétrateur ne fait qu'une petite indentation sur la surface de l'échantillon. L'échantillon n'est pas détruit et peut être utilisé à d'autres fins une fois le test terminé.
  • Il ne nécessite pas un opérateur hautement qualifié pour effectuer le test.
  • Les testeurs Rockwell fournissent des tests de dureté rapides et conviennent aux tests en vrac de produits sur la ligne de production.

Limitation du test Rockwell

Le test de dureté Rockwell a également peu de limites. Il n'est pas aussi précis que les autres tests de dureté car la mesure de la profondeur d'indentation dépend de l'opérateur et aucun système optique n'est utilisé pour cela.

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Cela peut entraîner des erreurs dans la mesure de la profondeur d'indentation qui peuvent entraîner des écarts importants dans les valeurs de dureté. Toute imperfection sur la surface de l'échantillon comme la saleté ou la contamination peut également entraîner des variations dans les valeurs de dureté.

Principales caractéristiques des testeurs de dureté Rockwell

Les testeurs de dureté Rockwell vous aident à mesurer la dureté des matériaux à l'aide de la méthode d'essai Rockwell. Il est important de comprendre que tous les testeurs de dureté ne sont pas identiques.Testeur de dureté Rockwell & Vickers de surface

En règle générale, tous les testeurs de dureté Rockwell peuvent effectuer les tests de dureté Rockwell conformément aux normes et directives prescrites, mais certains d'entre eux sont plus adaptés à vos besoins spécifiques que les autres.

Il est donc important d'évaluer et de comprendre les différentes caractéristiques des différents types de testeurs de dureté Rockwell avant de choisir celui qui vous convient le mieux.

Avant d'acheter un testeur de dureté Rockwell, vous devez prendre en compte des facteurs tels que la précision des tests, la répétabilité, la polyvalence du cycle de test, la vitesse des tests, la compatibilité avec différentes échelles Rockwell, la taille de l'échantillon qui peut être testé, etc.

Ces testeurs de dureté sont équipés de nombreuses fonctionnalités et de nombreuses fonctionnalités sont ajoutées avec l'avancement de la technologie. Certaines des principales caractéristiques des testeurs de dureté Rockwell sont présentées ci-dessous:

Échelles de test

La plupart des testeurs de dureté Rockwell ont été conçus pour mesurer la dureté en utilisant l'un des tests Rockwell réguliers ou le test de dureté superficielle. Cela était dû au fait que ces deux méthodes d'essai utilisent différents niveaux de force de charge d'essai et différentes résolutions de mesure de profondeur.

Cependant, au fil du temps et grâce à l'amélioration de la technologie, la plupart des testeurs de dureté Rockwell peuvent mesurer la dureté des éprouvettes en utilisant soit le test Rockwell ordinaire, soit le test de dureté Rockwell superficiel.

Ces testeurs de dureté sont également appelés testeurs jumeaux ou testeurs combinés.

Logiciel de mesure de dureté Vickers (Indentation Vickers à balayage automatique)

Ces testeurs de dureté modernes peuvent mesurer la dureté de l'échantillon sur toutes les différentes échelles Rockwell. Certains de ces testeurs de dureté peuvent également être utilisés pour effectuer des essais de dureté en utilisant également d'autres méthodes d'essai.

Application forcée

Les testeurs de dureté Rockwell conçus précédemment étaient utilisés pour appliquer la charge mineure à travers le pénétrateur par compression d'un ressort hélicoïdal. Le poids d'essai total a été appliqué par des poids morts grâce à des systèmes de leviers multiplicateurs de force.

Le problème avec cette conception est qu'avec une utilisation fréquente, le ressort hélicoïdal utilisé pour appliquer la charge mineure et les lames de couteau qui supportent le système de levier multiplicateur de force s'usent. Cela conduit à des inexactitudes dans les tests de dureté de l'échantillon.

Avec les progrès technologiques et l'avènement des systèmes de rétroaction à contrôle technologique, les testeurs de dureté Rockwell se sont considérablement améliorés.Appareil de mesure automatique portatif d'indentation de dureté Brinell

La charge d'essai peut maintenant être appliquée par un dispositif à vis qui peut être surveillé efficacement. cette nouvelle technologie rend le processus de test et le cycle contrôlables et supprime toutes les erreurs potentielles qui auraient pu résulter des incohérences dans le mécanisme du ressort hélicoïdal et du bras de levier.

Les nouvelles machines d'essai de dureté Rockwell améliorées rendent la lecture de dureté plus précise et plus fiable. La tendance actuelle est au développement de testeurs de dureté de conception à cellule de charge.

Lorsque la force préliminaire ou la force de charge d'essai totale varie, la valeur de dureté Rockwell obtenue pour le même matériau d'éprouvette peut être différente.

Lorsque la force préliminaire est augmentée, cela augmente la profondeur d'indentation sur l'échantillon.

Cela entraîne une réduction de la valeur de dureté et une valeur de dureté plus élevée. De même, une diminution de la force préliminaire fournit une valeur de dureté inférieure pour le même échantillon.

Mesure de la dureté

Dans les anciens testeurs de dureté Rockwell, un indicateur à cadran était utilisé pour mesurer la profondeur d'indentation et pour calculer l'indice de dureté Rockwell. Ce système était très simple et pratique et est encore utilisé aujourd'hui dans certains des testeurs de dureté.

Ce mécanisme permet de suivre le mouvement du pénétrateur à travers un système de levier multiplicateur et sur la surface de l'échantillon. Le cadran est réglé de manière à indiquer le numéro Rockwell qui correspond au déplacement du pénétrateur.

Le problème avec ce type de testeurs de dureté Rockwell était qu'avec l'utilisation, les jauges à cadran et le système de levier étaient usés et mal alignés. Cela a abouti à des estimations erronées et peu fiables de la valeur de dureté de l'échantillon.Afficheur de dureté ACD TH-200 de type affichage numérique Durenter 20 ~ 90HA

La majorité des testeurs de dureté Rockwell utilisés actuellement ont des instruments de mesure de déplacement électroniques ou optiques pour mesurer la profondeur de l'empreinte faite sur la surface de l'éprouvette.

Le signal du système de mesure est converti en la valeur de dureté Rockwell correspondante et la lecture est affichée numériquement. Cette mesure numérique et électronique des valeurs de dureté a une plus grande précision par rapport à l'ancien comparateur à cadran et système de levier multiplicateur.

La valeur de dureté Rockwell est déterminée et est directement proportionnelle à la profondeur de l'empreinte faite sur la surface de l'échantillon.

Une erreur dans la mesure de la profondeur d'indentation peut entraîner des écarts importants. Une erreur de 0,002 mm dans la mesure de la profondeur d'indentation peut entraîner un écart de 1 unité HR dans la mesure de la valeur de dureté Rockwell.

Mode de fonctionnement

Depuis la création des testeurs de dureté Rockwell pendant une durée considérable, l'opérateur a joué un rôle essentiel dans la détermination des valeurs de dureté.

Ils ont dû appliquer et supprimer la force de charge d'essai, ce qui leur a fourni un degré élevé de contrôle sur le processus d'essai.

Le problème avec un tel processus de test était que la cohérence du cycle de test variait entre les différents opérateurs. Le processus a également pris beaucoup plus de temps pour déterminer la valeur de dureté.

Au fil du temps, les testeurs de dureté Rockwell sont devenus plus avancés et ont commencé à utiliser des moteurs pour automatiser le processus et le rendre plus reproductible.

Certains testeurs de dureté sont complètement automatisés, ce qui permet l'application d'une charge d'essai plus élevée que celle qui était possible manuellement dans les testeurs de dureté précédents. Le processus d'automatisation rend le processus de test plus rapide et plus cohérent, supprimant ainsi le biais inhérent à l'opérateur.

Bien que l'application d'une force de charge d'essai plus élevée et d'un temps de séjour plus court ait rendu le processus d'essai de dureté Rockwell plus efficace, il présente également quelques inconvénients.

Il a été démontré que de telles méthodes d'essai plus rapides avec un temps de séjour inférieur peuvent conduire à une mauvaise répétabilité de la mesure de la dureté. On s'est rendu compte qu'une meilleure répétabilité des mesures et un meilleur contrôle du cycle de test étaient importants en raison de la plasticité variable de l'échantillon.

Cela a conduit les fabricants de testeurs de dureté Rockwell à apporter des modifications appropriées à la conception pour permettre à l'opérateur de contrôler le cycle de test.

Enclumes

L'une des précautions les plus importantes et des meilleures pratiques pour le test de dureté Rockwell est de s'assurer que l'échantillon est stationnaire et ne se déforme pas pendant le test.

Même la moindre déformation et mouvement de l'échantillon à tester peut entraîner une déviation significative de la valeur de dureté. Le mouvement ou la déflexion de l'éprouvette d'essai sera très probablement reflété comme un écart dans la mesure de la profondeur d'indentation.

Lors de la réalisation d'un test de dureté Rockwell superficiel, même un léger mouvement de 0,01 mm peut entraîner une différence de 10 points Rockwell, ce qui est significatif et suffisant pour rendre les résultats du test peu fiables.

 

Les enclumes doivent être utilisées dans les testeurs de dureté Rockwell pour serrer l'échantillon et fournir des valeurs de dureté précises. Il existe différents types d'enclumes disponibles pour un spécimen de différentes formes et tailles.

Des enclumes plates doivent être utilisées pour mesurer la dureté d'un échantillon plat. Si l'échantillon est courbé, une enclume en forme de V ou à double rouleau doit être utilisée.

Il existe certains testeurs de dureté Rockwell qui appliquent une force de serrage à l'éprouvette supérieure à la force d'essai Rockwell. De tels testeurs de dureté sont utiles pour mesurer la dureté d'un spécimen plus grand.

Il est également important de s'assurer que l'enclume est propre et exempte de rayures ou de saletés, car une enclume sale et imparfaite peut entraîner des écarts importants dans la mesure des valeurs de dureté.

Répétabilité

La répétabilité d'un testeur de dureté est importante pour obtenir des résultats fiables et cohérents.

La répétabilité d'un testeur de dureté Rockwell fait référence à sa capacité à obtenir la même mesure de dureté cohérente sur un échantillon uniforme sur une période de temps où les conditions d'essai restent les mêmes.

Si une éprouvette uniforme et spécialement préparée pour la mesure de la dureté à l'aide du test Rockwell fournit des valeurs de dureté différentes, alors le testeur de dureté n'est pas toujours reproductible.

Le degré de concordance de la valeur de dureté du même échantillon sur une courte période de temps fournit le degré de répétabilité du duromètre.

Le manque de répétabilité est une erreur aléatoire et augmentera généralement lorsque les pièces des testeurs de dureté sont usées, en raison d'un frottement excessif lors des tests, etc.

On observe également que le degré de répétabilité pour de nombreux testeurs de dureté Rockwell varie entre les différentes échelles Rockwell en raison des variations des charges de force et des types d'indenteurs.

Il peut également varier à différents niveaux de dureté dans les mêmes échelles de dureté Rockwell, en raison des variations de la profondeur d'indentation sur la surface de l'échantillon.

 

 

Les niveaux acceptables pour les testeurs de dureté Rockwell pour la répétabilité sont évalués à partir de la différence entre les valeurs de dureté maximale et minimale fournies par celui-ci.

En fonction des différentes échelles Rockwell, les niveaux généralement acceptables de répétabilité vont de 1 à 2 sous ASTM (American Society for Testing and Materials) et de 1,2 à 6,6 unités sous ISO (International Standards Organization).

Indenter

Les indenteurs sont une partie importante des testeurs de dureté Rockwell. Ils contribuent majoritairement aux erreurs de mesures de dureté.

Le pénétrateur utilisé dans les testeurs de dureté Rockwell peut être une bille d'acier sphérique ou un pénétrateur conique à pointe de diamant. Différents facteurs peuvent expliquer les différences de performances du pénétrateur.

Cela peut être dû au processus de fabrication de l'indenteur également dans lequel deux indenteurs identiques à tous égards peuvent produire des mesures de dureté différentes.

Pour surmonter ces problèmes, il est possible de comparer le pénétrateur à un pénétrateur maître utilisé dans le passé qui produisait des mesures de dureté précises.

Dans le passé, une façon de certifier ou d'étalonner les pénétrateurs Rockwell consistait à effectuer des essais de dureté sur des blocs d'essai de référence et la mesure était ensuite comparée à la valeur du bloc.

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Les niveaux de tolérance généralement acceptables pour les performances des pénétrateurs diamantés sont de 0,5 à 1 unité Rockwell à partir de la valeur du bloc de test selon les normes ASTM.

Les normes ISO (4) autorisent un niveau de tolérance de 0,8 unité Rockwell par rapport aux performances du pénétrateur de référence.

Il n'y a pas d'exigences ou de niveaux de tolérance pour les performances des pénétrateurs à billes en acier dans les normes ASTM ou ISO.

Avant d'effectuer le test de dureté, les pénétrateurs doivent être inspectés visuellement pour tout type de dommage. Les pénétrateurs doivent également être nettoyés régulièrement afin qu'il n'y ait pas d'imperfections ou de résidus sur la partie indentante de la pointe.

 

 

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