Essai de dureté Vickers

L'essai de dureté Vickers est adapté à une vaste gamme d’applications incluant les essais de microdureté. Sur cette page, vous trouverez une description de l'essai de dureté Vickers, des informations pratiques sur la manière de l'utiliser et une liste de nos machines d'essais de microdureté Vickers.

L'essai de dureté Vickers en bref :

Idéal pour l'essai de microdureté
Peut être utilisé pour les mesures de dureté de couches cémentées, les essais Jominy et les essais de dureté des soudures
Normes : ASTM E384, ISO 6507 et JIS Z 2244

Voir notre gamme complète de machines d'essais de dureté.

Consultez notre table de conversion des essais de dureté

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DÉFINITION DE L'ESSAI DE DURETÉ VICKERS

L'essai de dureté Vickers est une méthode d'essai polyvalente utilisée tant pour la macrodureté que la microdureté. Il est adapté à une large gamme de charges et convient pour une vaste gamme d'applications et de matériaux.

Le test de dureté Vickers est souvent considéré comme plus facile à utiliser que les autres essais de dureté : le processus peut être exécuté sur un appareil d'essai universel de microdureté ; les calculs nécessaires sont indépendants de la taille du pénétrateur ; le même pénétrateur (un diamant pyramidal) peut être utilisé pour tous les matériaux indépendamment de leur dureté.

Calcul de l'essai de dureté Vickers

La dureté Vickers (HV) est calculée en effectuant une mesure optique des longueurs des 2 diagonales de l’empreinte du pénétrateur. Les mesures sont converties en HV au moyen d'une table ou d'une formule.

Gamme de charges : de 10 gf à 100 kgf

Comment mesurer la dureté Vickers en 7 étapes

En utilisant une machine d'essai de dureté Duramin-40

1. Placer l'échantillon sur la platine.
2. Utiliser le glisser-déposer de la souris pour mettre l'échantillon en position.
3. Mettre au point avec la molette.
4. Sélectionner la méthode d'essai et la charge.
5. Choisir un objectif et un nom de tâche.
6. Utiliser la caméra d'observation macro pour positionner le pénétrateur.
7. Démarrer l'essai.

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Préparation du support

Avant de placer l'échantillon sur la machine d'essais de microdureté, il faut s'assurer qu'il a été correctement préparé.

L'état de surface requis pour les essais de dureté Vickers dépend de la charge utilisée.

Essai de macrodureté (charges supérieures à 1 kgf)

La surface doit être prépolie

Essai de microdureté (charge inférieure ou égale à 1 kgf)

La surface doit être polie mécaniquement ou électrolytiquement

Charges

Temps de pénétration : 10-15 secondes
Épaisseur de l’échantillon ASTM : Au moins 10 fois la profondeur de pénétration
Épaisseur de l’échantillon ISO : Au moins 1,5 fois la longueur de diagonale

Espacement des empreintes

Indépendamment de l'appareil d'essai de microdureté, lors de la réalisation d'un essai de dureté Vickers, la pénétration entraînera une déformation du matériau environnant et modifiera ses propriétés. Afin d'éviter les erreurs d'interprétation de la dureté perçue, les normes d'essais de dureté Vickers prescrivent une certaine distance entre les empreintes multiples.

Acier et cuivre

Au moins 3 fois les diagonales entre les empreintes

Plomb, zinc et aluminium

Au moins 6 fois les diagonales entre les empreintes

Dimensions de la diagonale

Pour assurer une lecture précise des empreintes, les normes d'essai de dureté Vickers prescrivent une diagonale d'une taille minimale de 20 µm.

Cela implique par exemple qu'il est généralement préférable d'éviter les mesures CHD (voir ci-dessous) inférieures à HV0.2 car les empreintes produites sont plus petites que 20 µm.

Méthodes d'essai Vickers et applications

On voit ci-dessous un aperçu de la méthode Vickers ainsi que ses applications les plus courantes.

Mesure de la profondeur de la couche de cémentation (CHD)

L'essai de dureté est souvent utilisé pour évaluer la profondeur de la cémentation des aciers traités en surface. Pour ce faire, une série d’empreintes est effectuée en partant du bord de l’échantillon coupé transversalement, vers le centre. La progression de la dureté est représentée dans un graphique et la distance entre la surface et la limite de dureté (HL) est calculée.

Pour la suivre l'évolution de la dureté, il est important de respecter les règles relatives à l’espacement des empreintes. Une bonne netteté des bords est aussi requise lors de la préparation mécanique des échantillons afin de garantir une mesure précise de la profondeur de la couche cémentée (CHD).

Profondeur de la couche cémentée = Distance ente la « surface » et la « limite de dureté »

Comment calculer la CHD

Il y a différentes manières de déterminer la limite de dureté. Il y a donc différentes manières de calculer la CHD. La procédure choisie dépend du processus de durcissement utilisé. Les méthodes de calcul les plus courantes sont listées ci-dessous.

1. Pièces carburées or carbonitrurées (EN ISO 2639)

Limite de dureté = 550 HV
CHD (Eht) = Distance entre la surface et le point où la dureté est de 550 HV

2. Pièces durcies par induction ou à la flamme (EN 10328 & ISO 3754)

Limite de dureté = 80 % x dureté de surface (min.)
CHD (Rht) = Distance entre la surface et le point où la dureté équivaut à 80 % de la dureté (min.) de surface.

3. Pièces nitrurées (DIN 50190-3)

Limite de dureté = dureté à cœur + 50 HV
CHD (Nht, NCD) = Distance (max.) entre la surface et le point où la dureté est supérieure à 50 HV par rapport à la dureté à cœur

Exemple de progression CHD

Mesure CHD affichant une valeur CHD de 0,95 mm à une limite de dureté de 550 HV1

Different ways of calculating CHD — Différentes manières de calculer la CHD

Comparaison des essais de dureté Vickers et Knoop

Dans la plupart des cas, les essais de dureté Vickers sont utilisés pour déterminer la dureté de matériaux dans la plage de charges de microdureté. Cependant, les essais de dureté Knoop sont souvent utilisés pour mesurer la dureté de couches minces comme les revêtements ou pour pallier le problème des échantillons fragiles.

Pour sélectionner quels essais utiliser, il faut considérer les normes applicables ainsi que les critères usuels lors du choix entre les différents types d'essais de dureté.

Pour en savoir plus sur la méthode d'essai Knoop

ESSAI JOMINY

L’essai Jominy (essai de trempabilité) est une procédure d’essai standardisée utilisée pour déterminer la trempabilité d'un acier. Elle peut être utilisée avec tout appareil d'essai de microdureté Vickers

La procédure est décrite dans les normes suivantes ASTM A255 / ISO 642 / DIN 50191 / BS 4437

L’essai Jominy implique de chauffer un échantillon cylindrique à une température d'austénitisation (~980 °–1 010 °C) et le trempage (refroidissement) d’une extrémité à l’aide d'un jet d’eau contrôlé et standardisé. Une fois le trempage terminé, la dureté est mesurée à différents intervalles à partir de l’extrémité trempée. Cette méthode d’essai s'effectue en HRC ou HV30.

La variation de dureté au niveau de la surface d’essai résulte des différences microstructurelles qui apparaissent lorsque le taux de refroidissement diminue avec l’augmentation de la distance par rapport à l’extrémité trempée. Plus le matériau est dur à une distance donnée de l’extrémité, plus la trempabilité de l’acier est élevée.

Les essais de dureté Vickers et Rockwell sont souvent appliqués pour faire les essais Jominy. Pour sélectionner la méthode à utiliser, il faut tenir compte des normes applicables ainsi que les critères usuels lors du choix entre les différents types d'essais de dureté.

Pour en savoir plus sur la méthode d'essai Rockwell

Essai de dureté des soudures

L’essai de dureté des soudures et un sous-groupe de la méthode Vickers. L’objectif de ces essais de dureté est d'évaluer la résistance de la soudure en s'intéressant particulièrement à la dureté autour de la zone affectée thermiquement ou ZAT (en anglais HAZ = Heat-Affected Zone). C'est parce que la dureté dureté dans et autour de la ZAT peut aider à évaluer la fragilité de la soudure, et donc aider à déterminer si la soudure présente la résistance voulue. Les essais de dureté des soudures peuvent être effectués sur toute machine d'essai de microdureté Vickers.

Pour les essais de dureté des soudures, on effectue une série de mesures à intervalles déterminés à une distance donnée du bord de l’échantillon ou du dessus de la soudure. L'évolution des valeurs de dureté peut ensuite être représentée sous la forme d'un graphique.

Méthodes types utilisées : HV5 et HV10
Normes applicables : ISO 9015-1/-2

MACHINE D'ESSAIS DE DURETÉ VICKERS (APPAREILS D'ESSAI DE DURETÉ)

L'essai de dureté est crucial pour la plupart des procédures de contrôle qualité. C'est pourquoi nous fournissons une gamme complète de machines d'essais de dureté dont des appareils d'essai de microdureté Vickers.

Si nous sommes l'un des leaders des fabricants d'appareils d'essais de dureté Vickers, c'est que toutes nos machines d'essai universel, de macrodureté et de microdureté sont conçues pour la précision la facilité d'utilisation et la fiabilité à long terme.

Duramin-4 : Machine manuelle d'essai de micro- et micro/macrodureté
Gammes de charges : 10 gf à 2 kgf, 1 kgf à 62,5 kgf

Duramin-40 : Machine d'essai de dureté micro/macro semi-automatique et automatique
Gammes de charges : 10 gf à 10 kgf, 10 gf à 31,25 kgf et 1 gf à 62,5 kgf.

Duramin-100 : Machine d'essai de dureté micro/macro/universelle entièrement automatique
Gammes de charges : 10 gf à 62,5 kgf, 10 gf à 150 kgf, 10 gf à 250 kgf

Duramin-600 : Appareil d'essai de dureté universel semi-automatique
Gammes de charges : 1 à 250 kgf, 3 à 750 kgf, 5 à 3000 kgf

Duramin-650 : Appareil d'essai de dureté universel semi-automatique et tout automatique
Gammes de charges : 1 à 250 kgf, 3 à 750 kgf, 5 à 3000 kgf

Consultez notre gamme complète d'appareils d'essai de dureté Duramin.

LES ESSAIS DE DURETÉ, UN SUJET À APPROFONDIR

Si vous désirez en savoir plus à propos des méthodes d'essai de dureté pour les métaux et autres matériaux, avec une description complète des essais de dureté, leurs différentes applications et la manière de les préparer, téléchargez nos nombreux documents.

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