Il existe quatre méthodes d’essai standards principales pour exprimer la relation entre la dureté et la taille de l’empreinte, à savoir les méthodes : Brinell, Vickers, Knoop et Rockwell. Pour des raisons pratiques et d’étalonnage, chacune de ces méthodes est divisée en diverses échelles, définies par une combinaison de la force appliquée et de la géométrie des pénétrateurs. Pour plus de détails, sélectionnez l’une des méthodes d’essai mentionnées ci-dessous.
Le testeur de dureté Vickers utilise une méthode largement reconnue pour mesurer la dureté sur une large gamme de matériaux. Développée en 1924 par Smith et Sandland chez Vickers Ltd, la méthode du testeur de dureté micro Vickers a été introduite comme une alternative plus polyvalente au test de Brinell.
L’un des principaux avantages de la méthode Vickers est sa constance : les calculs sont indépendants de la taille de l’indenteur, et un seul indenteur en diamant peut être utilisé pour les matériaux durs et tendres. Cela rend l’utilisation des machines ou des méthodes de test de dureté Vickers adaptées à une grande variété d’applications.
Comme pour d’autres tests de dureté, la méthode Vickers mesure la résistance d’un matériau à la déformation plastique. Elle utilise un indenteur en forme de pyramide à base carrée, fait de diamant, qui est pressé dans la surface du matériau testé sous une charge contrôlée.
Une empreinte sera laissée après le processus, et celle-ci est mesurée en diagonale. Le résultat est appelé le nombre de pyramide Vickers (HV), également connu sous le nom de dureté de la pyramide diamantée (DPH). En raison de sa précision, ce test est adapté pour évaluer à la fois la dureté micro et macro.
Pour garantir des résultats fiables et précis, le test de dureté micro Vickers suit ces principes essentiels :
L’indenteur doit produire des empreintes géométriquement similaires, quel que soit leur taille.
Les points d’indentation doivent être bien définis et faciles à mesurer.
L’indenteur doit avoir une résistance élevée à la déformation, c’est pourquoi on utilise un diamant.
Les valeurs de dureté Vickers sont rapportées en utilisant un format standardisé tel que xxxHVyy, par exemple 440HV30, ou xxxHVyy/zz, où :
440 est la valeur de dureté
HV représente l’échelle Vickers
30 indique la charge en kilogrammes-force (kgf)
Si le temps de maintien diffère de la norme (10 à 15 secondes), il est également inclus :
440HV30/20 indique un temps de charge de 20 secondes.
Les testeurs de dureté Vickers sont utilisés dans diverses industries pour :
L’évaluation des matériaux
Le contrôle de la qualité dans la fabrication
La recherche et le développement en métallurgie et en ingénierie
La méthode est privilégiée pour sa capacité à fournir des corrélations de résistance à la traction et des informations sur la résistance à l’usure et la ductilité. Bien que les résultats de Vickers soient généralement indépendants de la force de test appliquée (dans une plage de 500 gf à 50 kgf), il faut veiller à espacer les indentations d’au moins trois diamètres pour éviter l’interférence de durcissement par travail.
Les domaines d’utilisation courants incluent :
Les composants aérospatiaux et automobiles
Les laboratoires de métallurgie et de science des matériaux
L’analyse de microstructures et des revêtements fins
INNOVATEST propose divers testeurs de dureté Vickers basés sur des machines à cellule de charge en boucle fermée. Nos instruments sont développés, conçus et testés pour leur endurance dans nos installations de R&D, et offrent à nos clients le choix entre un test manuel de base ou un test de dureté Vickers entièrement automatique.
Série FALCON
Tous les instruments sont équipés d’un logiciel IMPRESSIONS, facile à utiliser et avancé, qui permet une utilisation aisée tout en s’adaptant à des applications et des flux de travail complexes. De plus, tous les composants électroniques internes critiques sont fabriqués par INNOVATEST, ce qui permet un contrôle de qualité de fabrication élevé et garantit un instrument de test de dureté fiable pendant de nombreuses années, soutenu par nos options de garantie étendues.
Choisir le bon testeur de dureté dépend de votre type de matériau, des exigences de charge et de l’environnement de test.
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Les appareils de mesure de dureté Rockwell INNOVATEST sont conçus pour les méthodes de test Rockwell standard et superficielles. Ces appareils respectent les procédures définies dans les normes ISO 6508, ASTM E18, JIS Z2245, qui sont les normes les plus largement utilisées pour mesurer la dureté des matériaux à l’échelle mondiale.
Les méthodes de test Rockwell manuelles, semi-automatiques et entièrement automatiques sont appliquées à une large gamme de métaux et de plastiques. Le test fonctionne en mesurant la profondeur d’une indentation permanente créée par un indenteur défini sous une charge (pré) spécifiée.
Selon le matériau et l’application, différentes échelles Rockwell peuvent être utilisées, telles que la Rockwell HRC pour les aciers durs, HRB pour les métaux plus tendres comme le laiton, et des échelles superficielles pour les matériaux fins ou les revêtements.
Avec une préparation minimale de l’échantillon, le test Rockwell reste l’une des méthodes de test de dureté les plus rapides et les plus conviviales utilisées dans divers secteurs industriels. Les principaux avantages d’utiliser un appareil de test de dureté avec la méthode Rockwell sont :
Tests rapides et temps de cycle courts
Affichage immédiat des valeurs de dureté après indentation
Tout d’abord, une charge mineure (précharge) est appliquée pour établir un point zéro ou un point de référence. Ensuite, une charge majeure est ajoutée pour atteindre la force de test complète et est maintenue pendant un temps de maintien défini afin de tenir compte de la récupération élastique du matériau. Une fois la charge majeure retirée, la charge mineure reste en place, et la différence de profondeur par rapport au point de référence initial est utilisée pour calculer la valeur de dureté Rockwell.
INNOVATEST propose divers appareils de mesure de dureté Rockwell dédiés qui sont des machines à boucle fermée, basées sur des cellules de charge. Nos instruments sont développés, conçus et testés en endurance dans nos installations de R&D, et offrent à nos clients le choix entre un test manuel de base ou un test Rockwell entièrement automatique.
Série GEMINI
Série HAWK
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L’appareil de mesure de dureté Brinell utilise la méthode la plus ancienne de test de dureté encore largement utilisée. Développée en 1900 par l’ingénieur suédois Dr. Johan August Brinell, cette technique (normalisée selon ISO 6506, ASTM E10, JIS Z 2243) est particulièrement adaptée pour mesurer la dureté des coulées et des forgés dont la structure granulaire est trop rugueuse pour les tests Rockwell ou Vickers.
Les conditions de test de dureté Brinell comprennent environ 25 différentes combinaisons de charge/billes. Cela permet de tester presque tous les métaux à l’aide du test de dureté Brinell (HBW) en variant simplement la taille de la bille et la force de test en fonction des dimensions et de la conception de l’échantillon. Le principe est le même que l’on utilise un testeur de dureté Brinell numérique ou un testeur portable. Dans certains cas, tant que le rapport taille de la bille/force de test reste constant, les résultats sont considérés comme précis même lorsque l’on change de conditions de test Brinell.
L’échelle de dureté HBW de Brinell (où « H » signifie dureté, « B » pour Brinell et « W » pour une bille en carbure de tungstène) est la variante la plus couramment utilisée, notamment pour les métaux ferreux et non ferreux.
Les résultats de l’appareil de mesure de dureté Brinell sont largement utilisés dans l’industrie comme base pour l’acceptation des expéditions commerciales et le contrôle qualité. Les valeurs de dureté obtenues grâce au test Brinell peuvent également fournir des informations sur d’autres propriétés des matériaux, notamment :
Ductilité
Résistance à la traction
Résistance à l’usure
Nos appareils de mesure de dureté Brinell peuvent résister aux environnements les plus difficiles. Si nécessaire, ils peuvent être utilisés avec un système de filtration d’air pour protéger l’intérieur contre la poussière. Les testeurs sont disponibles sous plusieurs formats, y compris le testeur de dureté Brinell portable pour des applications sur site, ainsi que des modèles montés sur banc et sur pied pour des tests de haute précision en laboratoire ou en milieu industriel.
INNOVATEST propose divers appareils de mesure de dureté Brinell dédiés, qui sont des machines à boucle fermée basées sur des cellules de charge. Nos instruments sont développés, conçus et testés en endurance dans nos installations de R&D, et offrent à nos clients le choix entre un test manuel de base ou un test Brinell entièrement automatique.
Série NEXUS
Série NEMESIS
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Le test de dureté Brinell peut être expliqué simplement comme un test de dureté par indentation, composé de deux étapes principales.
Utiliser un indentateur connu et une force connue.
Appliquer la force connue à travers l’indenteur connu, perpendiculairement au matériau testé.
Maintenir la force appliquée pendant un temps spécifié (temps de maintien ou « dwell »).
Mesurer le diamètre de l’indentation résultante dans au moins deux directions perpendiculaires entre elles.
La valeur de dureté Brinell est ensuite calculée à partir de la moyenne des mesures de diamètre à l’aide d’une formule mathématique conçue à cet effet, ou à partir d’un tableau basé sur cette formule.
Ainsi, le test de dureté Brinell permet de quantifier la résistance d’un matériau à l’indentation en fonction du diamètre de l’empreinte laissée par la bille sous une charge définie.
L’appareil de test de dureté Knoop est conçu pour les tests de micro-dureté, qui consistent à évaluer des matériaux très fins, des revêtements ou des échantillons fragiles où seule une indentation minimale est acceptable. Cette méthode de test de dureté utilise une faible force de test et un indentateur en diamant de forme unique pour fournir des mesures de dureté précises à l’échelle microscopique. Le processus de test a été documenté dans les normes ISO 4545, ASTM E92 et JIS B7725.
Les testeurs de dureté Knoop INNOVATEST, fabriqués aux Pays-Bas, sont conçus pour garantir précision et fiabilité. Nous proposons l’une des plus larges gammes de testeurs de micro-dureté, soutenus par un service et un support d’experts.
Bien que les tests Knoop et Vickers fassent tous deux partie des tests de micro-dureté, ils diffèrent par leur géométrie d’indentation et leur sensibilité de mesure :
Indentations Knoop : Allongées et asymétriques, elles permettent une cartographie de dureté plus précise sur de très petites distances.
Indentations Vickers : Carrées et symétriques, elles offrent des lectures plus stables sous des forces légèrement plus élevées.
Les testeurs de dureté Knoop sont généralement préférés lorsqu’il s’agit de traiter des revêtements fins ou des matériaux délicats. Ils sont particulièrement adaptés pour des forces de test inférieures à 200 gf, où les variations de mesure sont plus susceptibles de se produire.
Comment préparer les échantillons pour le test de dureté Knoop
Une préparation correcte des échantillons est essentielle pour le test de dureté Knoop. Les imperfections de surface telles que la corrosion, les rayures ou la déformation peuvent affecter de manière significative les résultats, surtout lorsque de faibles forces de test sont utilisées. Éliminer tous les dommages de surface garantit des mesures précises et reproductibles.
Comment interpréter les résultats du test de dureté Knoop
TESTEURS DE DURETÉ KNOOP INNOVATEST
INNOVATEST propose divers testeurs de dureté utilisant les échelles KNOOP, qui sont des machines à boucle fermée basées sur des cellules de charge. Nos instruments sont développés, conçus et testés en endurance dans nos installations de R&D, et offrent à nos clients le choix entre un test manuel de base ou un test Knoop entièrement automatique.
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