Laboratoire de mesure de dureté
En tant qu'industriel vous souhaitez réaliser la mesure de dureté d’un matériau afin d’en évaluer ses performances
Qu'est-ce que la dureté d'un matériau ?
La dureté d’un matériau est son degré de résistance à la déformation face à la pression extérieure. La dureté est un indicateur de la durabilité et de la résistance à l’usure d’un matériau.
Elle influence directement la sélection des matériaux pour diverses applications, telles que les outils de coupe, les revêtements de surface, et les composants mécaniques soumis à des contraintes élevées. En mesurant la dureté, les industries peuvent en effet anticiper la performance du matériau, optimiser les processus de fabrication, et garantir la qualité des produits finis.
Qu’est ce qu'un essai de dureté ?
Un essai de dureté est un essai mécanique proposé par FILAB pour caractériser un matériau. Il s’agit d’une méthode utilisée pour déterminer la résistance d’un matériau à la déformation permanente lorsqu’une force est appliquée.
L’essai de dureté consiste à enfoncer un pénétrateur de dimensions spécifiques dans la surface du matériau testé sous une charge déterminée. Cet essai est mis en œuvre pour évaluer la dureté des matériaux, tels que les métaux, les plastiques, et les céramiques.
Comment mesure-t-on la dureté des métaux ?
Après un essai de dureté, plusieurs aspects du matériau sont vérifiés.
La déformation est examinée pour comprendre la modification permanente de la forme du matériau sous l’effet de la charge appliquée : observation de la taille et de la forme de l’empreinte laissée par le pénétrateur.
La rayure est inspectée pour identifier toute trace visible laissée par le test, indiquant la résistance du matériau à l’usure superficielle.
La pénétration, qui mesure la profondeur à laquelle le pénétrateur a enfoncé le matériau, est également évaluée pour déterminer la résistance interne à la déformation.
Enfin, l’indentation est analysée, notamment en mesurant les dimensions précises de l’empreinte, pour fournir une indication quantifiable de la dureté du matériau.
Ces vérifications permettent de caractériser les propriétés mécaniques du matériau, assurant ainsi sa qualité et son adéquation pour des applications spécifiques pour des applications industrielles.
Pourquoi réaliser un test de dureté de vos matériaux ?
L’analyse de dureté est utile non seulement dans le développement de nouveaux matériaux mais aussi dans le contrôle qualité des produits finis, garantissant leur conformité aux normes et spécifications.
Un test de dureté permet de :
> Mesurer la résistance à la déformation soit la capacité à résister à des forces appliquées, notamment des indentations, des rayures ou des impacts.
> Vérifier la conformité des matériaux aux spécifications techniques et aux normes de fabrication pour assurer la qualité et la fiabilité des produits finis? en fonction de leur dureté et de leur comportement sous contrainte.
> Déterminer d’autres propriétés mécaniques importantes, telles que la résistance à la traction, souvent corrélées.
> Analyser l’efficacité des traitements thermiques et des processus de durcissement, comme la trempe et le revenu, sur la dureté du matériau.
> Évaluer le risque de défaillance et la résistance à l’usure, à la fatigue et à d’autres formes de dégradation, pour la durée de vie et la performance des composants mécaniques.
Le laboratoire FILAB dispose de techniques d’essai de dureté adaptées à la nature de vos produits et matériaux
Nos prestations de mesure de dureté
Principe : Une bille en acier ou en carbure de tungstène est pressée contre la surface du matériau sous une charge spécifique.
Type de matériaux concernés : principalement utilisé pour les métaux et alliages.
Principe : Un pénétrateur (cône en diamant ou bille en acier) est enfoncé dans le matériau sous une charge mineure, suivie d’une charge majeure.
Type de matériaux concernés : métaux et certains polymères durs.
Principe : Une pyramide de diamant à base carrée est enfoncée dans le matériau sous une charge spécifique.
Type de matériaux concernés : métaux, céramiques, et certains matériaux composites.
Essai Shore (duromètre)
Principe : Un pénétrateur de forme spécifique est enfoncé dans le matériau sous une charge donnée.
Type de matériaux concernés : principalement pour les plastiques et les élastomères, avec des échelles adaptées (Shore A, Shore D, etc.).
Les essais mécaniques pratiqués à FILAB
Le laboratoire FILAB, spécialiste de la caractérisation de matériaux, dispose du savoir-faire et du parc analytique pour vous accompagner dans vos problématiques de mesure de dureté et de caractérisation mécanique grâce à différents essais :
- Essai de traction
- Filiation de dureté
- Essai de pelage
- Essai de flexion
- Essai de microdureté
- Essai de choc Charpy
Pour aller plus loin
En complément de ces essais nous proposons analyses sur la composition chimique de vos matériaux. Notre expertise vous permet d’obtenir toutes les informations nécessaires autour de la compatibilité d’un matériau avec son environnement.
Laboratoire indépendant, doté d’une équipe de docteurs et d’ingénieurs expérimentés, FILAB garantit la fiabilité de ses résultats, assure un traitement rapide des demandes ainsi qu’un accompagnement personnalisé pour ses clients.
FAQ
Comment choisir la méthode de mesure de dureté appropriée à un échantillon ?
Le choix de la méthode d'analyse de dureté dépend de plusieurs facteurs, dont la dureté du matériau, la taille de l'échantillon, et la précision requise. La méthode Vickers est souvent préférée pour les matériaux très durs ou les petites pièces, alors que la méthode Brinell est utilisée pour les matériaux plus mous et les échantillons de grande taille.
Pourquoi contrôler la mesure de dureté dans le contrôle qualité ?
La mesure de dureté est cruciale pour le contrôle qualité dans de nombreuses industries, car elle fournit des informations directes sur les propriétés mécaniques des matériaux, telles que leur résistance à l'usure et à la déformation. Cela permet de s'assurer que les matériaux répondent aux spécifications requises pour leur application finale.
Pourquoi faire une filiation de dureté sur vos pièces métalliques ?
La filiation de dureté des matériaux est la réalisation d’une suite de points
de mesure faits sur un échantillon qui ont pour bu d'évaluer l’évolution de dureté (en
surface, au travers d’une soudure, …) généralement par pénétration.
Quels sont les différents types de dureté des matériaux ?
Selon le type de sollicitation, la dureté peut être mesurée de diverses manières. Les trois principaux types de dureté sont la dureté aux rayures, la dureté de rebond et la dureté à l'indentation.
La dureté aux rayures mesure la résistance d'un matériau à être rayé par un autre matériau. C'est une indication de la capacité d'un matériau à résister à une usure mécanique superficielle.
Exemples d'application : Identification de minéraux, évaluation de la résistance aux rayures de revêtements de surface.
La dureté de rebond mesure la capacité d'un matériau à récupérer élastiquement après un impact. Cette méthode évalue la hauteur de rebond d'un indenteur lâché sur la surface du matériau. Exemples d'application : Évaluation de la résilience des matériaux élastiques, contrôle qualité des métaux.
La dureté à l'indentation mesure la résistance d'un matériau à la déformation sous la pression d'un indenteur. Cette méthode évalue la taille ou la profondeur de l'indentation laissée par un indenteur sous une charge connue. Exemples d'application : Caractérisation des métaux, contrôle de qualité des alliages, évaluation des traitements thermiques.
Quelles sont les différentes mesures de dureté ?
La dureté des matériaux est mesurée à l'aide de diverses méthodes qui évaluent la résistance d'un matériau à la déformation permanente sous différentes sollicitations.
La dureté Rockwell mesure la profondeur d'indentation causée par une charge appliquée sur un indenteur. Cette méthode est rapide et largement utilisée pour les métaux et les alliages. Exemples d'utilisation : Dureté des métaux durs et mous, évaluation de la trempe et du revenu des aciers.
La dureté Vickers mesure la résistance à l'indentation à l'aide d'un indenteur pyramidal en diamant. Elle est particulièrement adaptée aux matériaux durs et fins. Exemples d'utilisation : Dureté des céramiques, des métaux, des films minces et des revêtements.
La dureté Brinell mesure la résistance à l'indentation en utilisant une bille en acier ou en carbure de tungstène. Exemples d'utilisation : Dureté des métaux et alliages, particulièrement pour les matériaux avec une structure granulaire grossière ou non homogène.
La dureté Shore mesure la résistance d'un matériau à la déformation élastique. Cette méthode est couramment utilisée pour les polymères et les élastomères. Exemples d'utilisation : Dureté des caoutchoucs, des plastiques, des élastomères.
Ces différentes mesures de la dureté permettent de caractériser la résistance des matériaux à diverses formes de déformation et d'usure, en fonction de leurs applications spécifiques et de leurs propriétés mécaniques.
Comment choisir la meilleure méthode d'essai de dureté ?
Le choix de la méthode d'essai de dureté dépend de la microstructure et de l'homogénéité du matériau, du type de matériau, de la taille de la pièce et de l'état de la surface.
Pour les matériaux homogènes, les méthodes Rockwell, Vickers et Brinell sont adaptées, tandis que pour les matériaux hétérogènes, la méthode Brinell est préférable. Les métaux durs utilisent souvent les méthodes Rockwell (HRC) ou Vickers, les métaux plus doux peuvent utiliser Rockwell B ou Brinell, et les polymères et élastomères se testent avec la méthode Shore.
Les grandes pièces bénéficient de la méthode Brinell, tandis que les petites pièces et couches minces se testent mieux avec Vickers.
Pour des surfaces rugueuses, Brinell et Rockwell sont plus adaptés, tandis que Vickers est idéal pour des surfaces polies et bien préparées.
Quels facteurs influencent la dureté d’un matériau ?
La dureté d'un matériau est influencée par sa composition chimique, sa microstructure, les traitements thermiques, et les travaux mécaniques. La pureté, la température, les conditions de pression et les traitements de surface jouent également un rôle. Ces conditions d’environnement ou d'utilisation interagissent pour déterminer la dureté finale du matériau.
Pourquoi réaliser une mesure de dureté d'acier ?
La dureté d'un acier est une caractéristique essentielle qui détermine sa résistance à la déformation et à l'usure. Elle est particulièrement importante dans des secteurs tels que l'aéronautique, l'automobile, le spatial, et bien d'autres encore. La mesure de la dureté permet de s'assurer que les matériaux utilisés répondent aux exigences spécifiques de chaque application, garantissant ainsi la sécurité et la longévité des produits finis.
