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Acier

Trois normes de dureté pour l'acier

La capacité d’un matériau métallique à résister à l’indentation de la surface par des objets durs est appelée dureté. Selon différentes méthodes de test et champ d'application, la dureté peut être divisée en dureté Brinell, dureté Rockwell, dureté Vickers, dureté Shore, microdureté et dureté à haute température. Il existe trois duretés couramment utilisées pour les tuyaux : la dureté Brinell, Rockwell et Vickers.

A. Dureté Brinell (HB)

Utilisez une bille d'acier ou une bille de carbure d'un certain diamètre pour appuyer sur la surface de l'échantillon avec la force de test spécifiée (F). Après le temps de maintien spécifié, retirez la force de test et mesurez le diamètre d'indentation (L) sur la surface de l'échantillon. La valeur de dureté Brinell est le quotient obtenu en divisant la force d'essai par la surface de la sphère échancrée. Exprimée en HBS (bille d'acier), l'unité est le N/mm2 (MPa).

La formule de calcul est :
Dans la formule : F – la force d'essai appliquée sur la surface de l'échantillon métallique, N ;
D–Diamètre de la bille d'acier pour le test, mm ;
d–diamètre moyen de l'indentation, mm.
La mesure de la dureté Brinell est plus précise et fiable, mais en général, le HBS ne convient qu'aux matériaux métalliques inférieurs à 450 N/mm2 (MPa) et ne convient pas aux aciers plus durs ou aux plaques plus fines. Parmi les normes relatives aux tuyaux en acier, la dureté Brinell est la plus largement utilisée. Le diamètre d'indentation d est souvent utilisé pour exprimer la dureté du matériau, ce qui est à la fois intuitif et pratique.
Exemple : 120HBS10/1000130 : Cela signifie que la valeur de dureté Brinell mesurée à l'aide d'une bille d'acier de 10 mm de diamètre sous la force d'essai de 1 000 Kgf (9,807 KN) pendant 30 s (secondes) est de 120 N/mm2 (MPa).

B. Dureté Rockwell (HR)

Le test de dureté Rockwell, comme le test de dureté Brinell, est une méthode de test par indentation. La différence est qu’il mesure la profondeur de l’indentation. Autrement dit, sous l'action séquentielle de la force d'essai initiale (Fo) et de la force d'essai totale (F), le pénétrateur (cône ou bille d'acier de l'aciérie) est enfoncé dans la surface de l'échantillon. Après le temps de maintien spécifié, la force principale est supprimée. Testez la force, utilisez l'incrément de profondeur d'indentation résiduelle mesuré (e) pour calculer la valeur de dureté. Sa valeur est un nombre anonyme, représenté par le symbole HR, et les échelles utilisées comprennent 9 échelles, dont A, B, C, D, E, F, G, H et K. Parmi elles, les échelles couramment utilisées pour l'acier. les tests de dureté sont généralement A, B et C, à savoir HRA, HRB et HRC.

La valeur de dureté est calculée à l'aide de la formule suivante :
Lors des tests avec les échelles A et C, HR=100-e
Lors d'un test avec l'échelle B, HR=130-e
Dans la formule e – l'incrément de profondeur d'indentation résiduelle est exprimé dans l'unité spécifiée de 0,002 mm, c'est-à-dire que lorsque le déplacement axial du pénétrateur est d'une unité (0,002 mm), cela équivaut à une modification de la dureté Rockwell d'une unité. nombre. Plus la valeur e est grande, plus la dureté du métal est faible et vice versa.
La portée applicable des trois échelles ci-dessus est la suivante :
HRA (pénétrateur à cône de diamant) 20-88
HRC (pénétrateur à cône de diamant) 20-70
HRB (pénétrateur à bille en acier de diamètre 1,588 mm) 20-100
L'essai de dureté Rockwell est une méthode largement utilisée à l'heure actuelle, parmi laquelle le HRC est utilisé dans les normes de tuyaux en acier, juste après la dureté Brinell HB. La dureté Rockwell peut être utilisée pour mesurer des matériaux métalliques extrêmement mous à extrêmement durs. Cela compense les défauts de la méthode Brinell. C'est plus simple que la méthode Brinell et la valeur de dureté peut être lue directement sur le cadran de la machine de dureté. Cependant, en raison de sa petite indentation, la valeur de dureté n'est pas aussi précise que la méthode Brinell.

C. Dureté Vickers (HV)

Le test de dureté Vickers est également une méthode de test d'indentation. Il enfonce un pénétrateur diamanté pyramidal carré avec un angle inclus de 1 360 entre les surfaces opposées dans la surface d'essai à une force d'essai sélectionnée (F) et le retire après le temps de maintien spécifié. Forcez, mesurez la longueur des deux diagonales de l'empreinte.

La valeur de dureté Vickers est le quotient de la force d’essai divisé par la surface d’indentation. Sa formule de calcul est :
Dans la formule : symbole de dureté HV-Vickers, N/mm2 (MPa) ;
Force d'essai F, N ;
d–la moyenne arithmétique des deux diagonales de l'indentation, mm.
La force d'essai F utilisée pour la dureté Vickers est de 5 (49,03), 10 (98,07), 20 (196,1), 30 (294,2), 50 (490,3), 100 (980,7) Kgf (N) et six autres niveaux. La valeur de dureté peut être mesurée. La plage est de 5 ~ 1000HV.
Exemple de méthode d'expression : 640HV30/20 signifie que la valeur de dureté Vickers mesurée avec une force d'essai de 30Hgf (294,2N) pendant 20S (secondes) est de 640N/mm2 (MPa).
La méthode de dureté Vickers peut être utilisée pour déterminer la dureté de matériaux métalliques et de couches superficielles très fines. Elle présente les principaux avantages des méthodes Brinell et Rockwell et surmonte leurs inconvénients fondamentaux, mais elle n'est pas aussi simple que la méthode Rockwell. La méthode Vickers est rarement utilisée dans les normes sur les tuyaux en acier.


Heure de publication : 03 avril 2024