Tableau comparatif des différences entre la dureté Rockwell, la dureté Brinell et la dureté Vickers

I. Introduction à la dureté

La dureté représente la capacité d'un matériau à résister à l'enfoncement d'un objet dur sur sa surface. C'est un indicateur de performance important pour les matériaux métalliques. Généralement, plus la dureté est élevée, meilleure est la résistance à l'usure. Les indicateurs de dureté couramment utilisés sont la dureté Brinell, la dureté Rockwell et la dureté Vickers.

1. Dureté Brinell (HBW)

Une bille en alliage dur d'un diamètre déterminé (généralement 10 mm) est enfoncée dans la surface de l'éprouvette sous une charge d'essai (généralement 29,42 kN). Après un temps de maintien de la charge déterminé, celle-ci est relâchée et le diamètre de l'empreinte est mesuré (voir figure 1). Le rapport entre la charge et la surface de l'empreinte correspond à la dureté Brinell (HBW).

2. Dureté Rockwell (HR)

Lorsque la dureté est trop élevée ou que l'échantillon est trop petit pour réaliser l'essai de dureté Brinell, on utilise l'essai de dureté Rockwell. Un pénétrateur conique en diamant, d'angle au sommet de 120°, ou un pénétrateur à bille en alliage dur, de diamètre 1,5875 mm ou 3,175 mm, est enfoncé dans la surface du matériau à tester sous une charge déterminée. La valeur de dureté est obtenue à partir de la profondeur de l'empreinte. Selon le niveau de dureté du matériau, plusieurs échelles Rockwell sont couramment utilisées :

• JEU: Dureté obtenue par un pénétrateur à cône de diamant sous une charge de 60 kgf. Elle est utilisée pour les matériaux de très haute dureté (comme les alliages durs).

• HRB : La dureté est mesurée à l'aide d'un pénétrateur à bille en acier trempé de 1,5875 mm de diamètre et sous une charge de 100 kgf. Elle est utilisée pour les matériaux de dureté relativement faible (comme les aciers recuits et la fonte).

• HRC : Dureté obtenue par un pénétrateur à cône de diamant sous une charge de 150 kgf. Elle est utilisée pour les matériaux de très haute dureté (comme les aciers trempés).

3. Dureté Vickers (HV)

Sous une charge n'excédant pas 120 kg, un pénétrateur en forme de pyramide carrée en diamant, dont l'angle au sommet est de 136°, est enfoncé dans la surface du matériau. La dureté Vickers (HV) est le rapport entre la charge appliquée et la surface de l'empreinte (exprimée en kgf/mm²).

Relation pratique

En pratique, il existe une corrélation approximative entre les différentes valeurs de dureté des matériaux métalliques, ainsi qu'entre la dureté et la résistance. La dureté étant déterminée par la résistance à la déformation plastique initiale et continue, plus la résistance du matériau est élevée, plus sa résistance à la déformation plastique est grande et plus sa dureté est importante. Cependant, ces relations de conversion varient selon les matériaux.

II. Tableau comparatif de dureté

Selon la norme allemande DIN 50150Le tableau suivant présente la correspondance approximative entre la résistance à la traction de l'acier et la dureté Vickers, la dureté Brinell et la dureté Rockwell dans les plages couramment utilisées.