L'essai de dureté Rockwell est la méthode la plus couramment utilisée pour évaluer la dureté des échantillons. Avec cette méthode, la dureté de l'échantillon est mesurée en évaluant la profondeur de l'empreinte faite par le pénétrateur sous la charge d'essai sur la surface de l'échantillon.

La dureté est la résistance d'un matériau lorsqu'il est soumis à des déformations sous des charges d'essai. Elle est définie comme la résistance à l'indentation et est déterminée en mesurant la profondeur de l'indentation faite sur la surface de l'échantillon.

Introduction: essai de dureté Rockwell

Lorsqu'un pénétrateur travaille sur une surface d'échantillon sous une charge fixe, plus le retrait est petit, plus le matériau est dur. Les tests de dureté sont une partie importante de la plupart des industries d'ingénierie et de technologie.

Il aide à déterminer la résistance et l'intégrité structurale du matériau et son adéquation à une application particulière. Le matériau doit passer certains tests pour être considéré comme sûr pour être utilisé pour des applications spécifiques. Les matériaux qui subissent les tests de dureté sont jugés appropriés pour une utilisation dans des applications spécifiques.

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Les tests de dureté contribuent également à garantir le respect des normes de sécurité prescrites par les autorités compétentes. Il garantit également que le produit final fabriqué est de la plus haute qualité et répond aux normes de sécurité prescrites.

L'essai de dureté Rockwell est une méthode permettant de déterminer la dureté relative d'un matériau.

Cette méthode d'essai est la plus simple parmi toutes les autres méthodes et ne fait appel à aucun équipement et système optique, ce qui la rend également rentable.

La méthode Rockwell produit également les résultats les plus rapides car aucun instrument optique n'est impliqué et la surface de l'échantillon n'a pas besoin d'être travaillée et préparée avant de tester sa dureté.

La méthode de test de dureté Rockwell présente un autre avantage supplémentaire: elle est non destructive, ce qui signifie que l'échantillon n'est pas détruit pendant le processus de test et qu'il peut être utilisé à d'autres fins une fois le test de dureté terminé.

La méthode d'essai de dureté Rockwell présente également quelques inconvénients.

Elle n'est pas aussi précise que d'autres méthodes car la valeur de dureté est déterminée à partir de la profondeur d'indentation et n'implique pas d'équipement optique avancé pour mesurer la dureté.

La profondeur de pénétration faite par le pénétrateur sur la surface du spécimen doit être mesurée très soigneusement selon cette méthode car même une petite déviation dans la mesure peut conduire à des valeurs de dureté erronées.

Les lectures de cette méthode sont également affectées par toute imperfection sur la surface de l'échantillon, comme la saleté et la contamination et l'environnement de test.

Le pénétrateur est également un accessoire très important dans les essais de dureté Rockwell. Une intention usée peut donner des valeurs de dureté défectueuses et peu fiables.

Mesure de la dureté à l'aide d'un test de dureté Rockwell

La méthode d'essai de dureté Rockwell utilise la profondeur de l'empreinte faite par l'indenteur sur la surface de l'échantillon. La profondeur de l'empreinte après l'application d'une charge mineure et d'une charge majeure est mesurée.

Le pénétrateur utilisé dans cette méthode peut être soit une bille de carbure de tungstène d'un diamètre particulier, soit un cône sphérique à pointe de diamant à un angle de 120 degrés et un rayon de pointe de 0,2 mm, ce qui est connu comme un pénétrateur courageux.

Dans la méthode d'essai de dureté Rockwell, le pénétrateur descend sur la surface de l'échantillon lors de l'application de la charge d'essai. Une charge mineure est appliquée et la position de référence zéro est établie.

Ceci est suivi par l'application d'une charge majeure pendant une période de temps particulière connue sous le nom de temps de séjour au-delà de zéro.

La charge principale est appliquée pour permettre une récupération élastique. La charge majeure est ensuite libérée mais en laissant la charge mineure appliquée en même temps.

La dureté Rockwell évaluée est déterminée à partir de la différence entre les mesures de profondeur de base et finales. La distance est ensuite convertie en un nombre de dureté.

Les charges d'essai préliminaires utilisées peuvent aller de 3 kg à 10 kg. Les charges d'essai totales peuvent varier entre 15 kg et 150 kg. De nombreuses considérations doivent être évaluées avant de sélectionner une échelle Rockwell.

En règle générale, une échelle qui spécifie la plus grande charge et le plus grand pénétrateur sans affecter ou dépasser les conditions de test définies et en tenant compte des conditions susceptibles de modifier les résultats du test doit être sélectionnée.

Pendant les tests, il est important de s'assurer que l'axe de test est à moins de 2 degrés de la perpendiculaire pour un chargement précis. Il ne devrait y avoir aucune déviation de la surface de l'échantillon en raison de la saleté ou d'une autre contamination.

Le pénétrateur ne doit pas non plus dévier pendant l'application de la charge de test pour une raison quelconque.

La surface de l'échantillon doit être maintenue complètement propre et exempte de toute imperfection avant d'utiliser la méthode de test de dureté Rockwell.

Il y a eu des progrès technologiques dans ce domaine qui ont abouti à des tests de dureté beaucoup améliorés et précis. Les dernières technologies permettent un haut niveau de répétabilité des points de test pour de meilleurs résultats.

Un pénétrateur monté sur le nez permet d'accéder aux différents points de test et de les voir, ce qui signifie qu'il n'est pas nécessaire de sectionner les échantillons de test en temps et en argent.

Cela permet également de réduire le coût des tests. Le test de la dureté de la tôle peut devenir difficile avec la méthode Rockwell.

La tôle peut être trop mince et molle pour être testée avec cette méthode et elle ne doit pas dépasser les exigences d'épaisseur minimale, ce qui peut également endommager l'enclume d'essai. Dans de telles situations, une enclume de test au diamant peut être utilisée pour fournir une influence constante sur les résultats.

Balances Rockwell

La dureté Rockwell évaluée est exprimée comme une combinaison d'un nombre de dureté et d'un symbole d'échelle représentant le pénétrateur et les charges d'essai mineures et majeures.

Le numéro de dureté est représenté par le symbole HR et la désignation de l'échelle. Il existe près de 30 échelles Rockwell différentes.

La plupart des applications sont couvertes par les échelles Rockwell C et B pour les tests d'échantillons de différents types. Cependant, si l'échantillon d'essai est différent des métaux ferreux, du laiton et d'autres métaux, l'échelle Rockwell doit être soigneusement sélectionnée.

Le type de pénétrateur est également important. Le choix se fait généralement entre le pénétrateur en diamant et les pénétrateurs à billes en acier de diamètres variables.

Si l'échantillon d'essai appartient à des groupes de métaux mous comme les alliages de cuivre, l'acier doux, les alliages d'aluminium, etc., une bille d'acier de 1/16 de pouce de diamètre couplée à une charge d'essai de 100 kg est utilisée et la dureté est représentée par B sur l'échelle.

Pour tester les métaux plus durs, un pénétrateur à pointe de diamant est utilisé qui est incliné à 120 degrés et une charge d'essai de 150 kg est appliquée et la dureté est exprimée en C sur l'échelle Rockwell.

Les échelles B et C sont également connues comme les échelles communes selon la méthode Rockwell.

Une lecture de dureté Rockwell aura la valeur de dureté suivie de la HR (dureté Rockwell) et de la lettre de mise à l'échelle. Par conséquent, une lecture de 60 HRB signifie que l'échantillon a une lecture de dureté de 60 sur l'échelle B.

Facteurs affectant la sélection des échelles Rockwell

La première considération pour les tests Rockwell est d'identifier l'échelle appropriée pour les tests. Il existe différents types de matériaux qui nécessitent différentes échelles Rockwell pour les tests de dureté.

Comme indiqué précédemment, les échelles B et C sont les plus courantes dans la méthode Rockwell et elles couvrent la plupart des différents types d'éprouvettes.

Cependant, il existe de nombreuses autres échelles en plus des échelles B et C et elles doivent être utilisées en fonction du type de matériau à tester.

Le type de pénétrateur à utiliser est également une considération importante pour les essais de dureté Rockwell.

Avant de commencer le processus d'essai de dureté, en cas de doute sur la sélection de l'échelle Rockwell appropriée, les facteurs suivants qui affectent la sélection de l'échelle doivent être analysés en détail:

type de materiau

Si l'échelle de dureté spécifique n'est pas disponible, le type de matériau à tester doit être identifié et comparé à différents tableaux qui répertorient les échelles les mieux recommandées pour tester ce matériau particulier.

Ces tableaux sont généralement basés sur des informations de tests empiriques et des données historiques.

En règle générale, l'utilisation de la charge la plus lourde que le matériau de l'échantillon peut supporter est la meilleure option.

C'est ainsi que le plus grand retrait fait sur la surface de l'échantillon fournira la plus grande intégrité et sera le moins affecté par l'état de la surface d'essai.

Il est important de noter que la connaissance du matériau à tester joue un rôle essentiel dans le choix de l'échelle idéale, mais ce n'est pas le seul critère pour le faire et il existe d'autres facteurs en jeu qui aident à décider de la meilleure échelle.

Épaisseur de matériau

L'épaisseur du matériau influence également l'échelle à utiliser. Une force ou une charge excessive pour l'épaisseur du matériau sera influencée par l'enclume de support.

En règle générale, le matériau à tester doit avoir au moins 10 fois la profondeur de l'empreinte réalisée lors de l'utilisation d'un pénétrateur en diamant et au moins 15 fois la profondeur de l'indentation lors de l'utilisation d'un pénétrateur à billes en acier.

Si nécessaire, la profondeur d'indentation peut être calculée pour confirmer que ces exigences sont remplies. De plus, aucune déformation ne devrait être évidente sur la surface de support du matériau de l'échantillon.

Soutien

Le support est un facteur clé dans les tests de dureté Rockwell. La surface de l'échantillon ne doit pas être déviée ni déplacée pendant le test.

Un léger mouvement de 0,001 pouce de l'échantillon peut entraîner une différence de 10 points Rockwell dans les lectures finales. L'enclume doit être sélectionnée pour correspondre à la géométrie de l'échantillon et lui fournir un support complet pour la maintenir en sécurité pendant les tests de dureté.

L'épaule de support et la surface sur laquelle l'échantillon est placé doivent être parallèles. Il est absolument essentiel que l'enclume assure la perpendicularité de l'échantillon au pénétrateur.

Perpendicularité

Pour obtenir des résultats d'essai de dureté précis et fiables, il est très important que la surface de l'échantillon soit présentée perpendiculairement au pénétrateur et que la surface de l'échantillon ne bouge pas ou ne se déforme pas du tout.

On estime qu'un angle d'inclinaison de 1 degré entre la surface de l'échantillon et le pénétrateur peut provoquer une erreur de dureté de 5%.

Pour garantir des lectures précises et acceptables, l'angle d'inclinaison ne doit jamais être supérieur à 2 degrés dans toutes les conditions.

La perpendicularité de l'indenteur à la surface de l'échantillon est également influencée par l'enclume de support, les surfaces opposées du matériau, les composants mécaniques du testeur, etc.

Lectures d'espacement de retrait

Afin d'obtenir des valeurs d'essai de dureté fiables, l'espacement entre les empreintes et à partir du bord du matériau doit être correctement maintenu.

Cela aide à empêcher les retraits ou bords travaillés adjacents d'affecter les lectures de test.

La distance du centre de toute empreinte doit être au moins trois fois le diamètre de l'empreinte.

La distance entre le centre de l'empreinte et le bord de l'échantillon doit être au moins 2,5 fois le diamètre de l'empreinte.

Facteurs d'essai et de correction cylindriques

Les surfaces des éprouvettes cylindriques présenteront une valeur de dureté inférieure à celle des surfaces planes en raison de la courbure.

Une surface cylindrique sera caractérisée par une réduction du support latéral, ce qui signifie que le pénétrateur la pénètrera davantage par rapport à une surface d'échantillon plate.

Cela donne des résultats de dureté inférieurs pour les surfaces des éprouvettes cylindriques.

Si le diamètre de la surface cylindrique à tester est inférieur à 1 pouce, les facteurs de correction doivent être pris en compte et ajoutés aux résultats finaux du test pour garantir des valeurs de test de dureté fiables et précises.

La plupart des testeurs de dureté Rockwell numériques ajouteront automatiquement ce facteur de correction aux résultats finaux du test.

Finition de surface

La surface de l'échantillon à tester doit être exempte de toute imperfection.

Pour obtenir les meilleurs résultats, la surface d'essai doit être lisse et propre. Lorsque la charge d'essai devient plus légère, la surface de l'échantillon joue un rôle important dans les tests de dureté.

Dans de telles conditions où la charge de test est d'environ 15 kg, la surface de l'échantillon doit être lisse pour des résultats de test fiables. [Ux_featured_products products = ”” columns = ”4 ″]

Des précautions appropriées doivent être prises avant de travailler sur une surface et de la finir avant le test pour éviter les risques de provoquer un état de durcissement au travail de l'échantillon.

La propreté du matériau de l'échantillon testé, des pénétrateurs, des enclumes de support et de toute autre surface en contact devient également un facteur important pour obtenir des résultats de test de dureté précis.