16 Unité 2 :Essais de dureté

OBJECTIF

Après avoir terminé cette unité, vous devriez être en mesure de :

• Effectuer un test Rockwell
• Effectuer un test Brinell

Au-delà de la vérification de notre traitement thermique en atelier, le test de dureté est parfois nécessaire également pour le travail de production. Même si c'est une mauvaise planification, il arrive parfois qu'un travail arrive à notre atelier d'usinage avec un alliage inconnu ou peut-être que sa composition est connue mais pas la dureté. Il est possible d'utiliser une lime pour tester grossièrement l'usinabilité de ce métal, mais la meilleure façon de sélectionner les types de fraise, la vitesse et les avances est une véritable mesure de dureté.

Brinell : Test de dureté en lisant le diamètre d'une marque de pénétration de bille.

Rockwell : Test de dureté en lisant une profondeur de pénétration.

Le test de dureté Rockwell

Le Rockwell est une méthode largement acceptée pour les métaux mous et durs. Ce système évalue la malléabilité en mesurant la profondeur à laquelle une sonde pointue de forme et de taille connues pénétrera dans le matériau en lui donnant une force exacte. En raison de la gamme Rockwell, il s'agit du test le plus populaire dans les outillages, les petits ateliers de production et les laboratoires de formation.

Numéros Rockwell :

Il existe plusieurs échelles différentes dans le système Rockwell. Nous utiliserons l'échelle Rockwell C, correctement utilisée sur l'acier trempé. On peut dire que l'échelle C commence à 0 (acier recuit) et va jusqu'à 68, plus dure qu'un embout HSS, proche de celle d'un outil en carbure. Il est symbolisé par un R plus grand avec l'indice d'échelle.

R_C

Le test Rockwell en deux étapes :

Étape 1. Calibrer la charge

L'objet de test est placé sur l'enclume inférieure de manière à ce qu'il soit stable et ne bouge pas lorsqu'il est pressé par le haut. Ensuite, un pénétrateur en diamant en forme de cône est mis en contact puis enfoncé dans le métal à un poids prédéterminé de 20 lb. Cela fait que la pointe conique s'enfonce dans le métal de 0,003 à 0,006 pouce. Il s'agit de la charge d'étalonnage initiale. À ce moment-là, un grand indicateur à cadran est tourné pour lire zéro.

Étape 2.

Charge d'essai Ensuite, avec la pression d'étalonnage sur le pénétrateur et l'indicateur mis à zéro, une deuxième charge d'essai supplémentaire de 20 lb est ajoutée. Au fur et à mesure que le diamant s'enfonce, sa profondeur supplémentaire est traduite en cadran, mais dans une relation inverse. Plus le diamant pénètre profondément, plus les tests de métal sont tendres, donc le nombre inférieur qui doit apparaître sur la face du cadran. A l'inverse, lorsque la pointe ne peut pas aller très en profondeur, le métal est dur et s'inscrit plus haut sur la face du cadran.

La méthode Rockwell

La méthode Rockwell mesure la profondeur permanente d'indentation produite par une force/charge sur un pénétrateur.

1. Préparez l'échantillon.

2. Placez l'échantillon de test sur l'enclume.

3. Une force d'essai préliminaire (communément appelée précharge ou charge mineure) est appliquée à un échantillon à l'aide d'un pénétrateur en diamant.

4. Cette charge représente la position zéro ou de référence qui traverse la surface pour réduire les effets de la finition de surface. Après la précharge, une charge supplémentaire, appelée charge majeure, est appliquée pour atteindre la charge de test totale requise.

5. Cette force est maintenue pendant une durée prédéterminée (temps de maintien :10-15 secondes) pour permettre la récupération élastique.

6. Cette charge majeure est ensuite relâchée et la position finale est mesurée par rapport à la position dérivée de la précharge, l'écart de profondeur d'indentation entre la valeur de précharge et la valeur de charge majeure. Cette distance est convertie en un nombre de dureté.

Le test de dureté Brinell

Le test de dureté Brinell est très similaire au système Rockwell en ce sens qu'un pénétrateur est forcé dans l'échantillon, cependant, ici la jauge mesurée est le diamètre de la bosse faite par pénétration d'une bille d'acier dur de taille connue, dans la pièce à usiner surface. Des billes d'acier à outils trempées sont utilisées pour tester les matériaux plus tendres, tandis qu'une bille de pénétration en carbure est utilisée pour tester les métaux plus durs.

En raison de la dureté supérieure, facteur limitant de la bille Brinell, ce test est correctement utilisé comme test des métaux mous à moyennement durs.

Les numéros de l'échelle Brinell :

L'échelle va de 160 pour l'acier recuit jusqu'à environ 700 pour l'acier très dur.

Le test de dureté Brinell est une autre façon de tester la dureté des métaux et des alliages.

1. Préparez l'échantillon.
2. Placez l'échantillon de test sur l'enclume.
3. Déplacez le pénétrateur vers le bas en position sur la surface de la pièce.
4. Une charge mineure est appliquée et une position de référence zéro est établie.
5. La charge principale est appliquée pendant une période de temps spécifiée (10 à 15 secondes) au-delà de zéro.
6. La charge principale est libérée, laissant la charge mineure appliquée.
7. Suivez le processus pour déterminer la dureté Brinell d'un échantillon d'aluminium.
   1. Appuyez sur le pénétrateur dans l'échantillon à l'aide d'une force d'essai contrôlée avec précision.
   2. Maintenir la force pendant un temps d'arrêt spécifique (généralement 10 à 15 secondes).
   3. Une fois le temps de séjour terminé, retirez le pénétrateur en laissant une entaille ronde dans l'échantillon.
   4. La taille de l'empreinte est déterminée optiquement en mesurant deux diagonales de l'empreinte ronde à l'aide d'un microscope portable ou d'un microscope intégré au dispositif d'application de charge.
   5. Le nombre de dureté Brinell est une fonction de la force d'essai divisée par la surface incurvée de l'empreinte. L'empreinte est considérée comme sphérique, avec un rayon égal à la moitié du diamètre de la bille. La moyenne des deux diagonales est utilisée dans la formule suivante pour calculer la dureté Brinell.

BHN=F2D(D-D2- d2)

Test unitaire :

1. Veuillez énumérer cinq sécurités de traitement thermique.

2. Quelle est la première chose importante à savoir lors du traitement thermique d'un acier ?

3. Quel est le temps de trempage pour une épaisseur de métal de 1 à 2 pouces ?

4. Veuillez expliquer le temps de trempage.

5. Une fois le temps de trempage terminé, quelle est la prochaine étape ?

6. Pour tempérer la pièce échantillon, celle-ci doit être placée dans le four à quelle température ?

7. Veuillez expliquer Austenitize et Quench.

8. Qu'est-ce qu'un Aircool ?

9. Veuillez expliquer la méthode Rockwell.

10. Veuillez expliquer le test de dureté Brinell.

Informations sur l'attribution des chapitres

Ce chapitre est dérivé des sources suivantes.

• Traitement thermique dérivé du traitement thermique des aciers au carbone et faiblement alliés par le Massachusetts Institute of Technology, CC:BY-NC-SA 4.0.
• Équation de test de dureté Brinell dérivé de la dureté Brinell par CORE-Materials Resource Finder, CC:BY.