766GA

Voici un paramtre qui cache bienson jeu Trs intuitive, trs cou-rante,presque banale, la notion deduret est a priori ce quil y a de plussimple apprhender.Une pice mtallique estdure, un pneu automobile lest moins, untuyau de caoutchouc encore moins : rien desurprenant... Mais lorsquon sy penche de

plus prs, laffaire estautrement plus com-plique. Pour valuerla duret dun mat-riau, chacun dentrenous aura le rflexedexercer une pressionpour sentir sa rsis-tance ou sa dforma-tion. On comprendds lors la difficult.Contrairement lamasse ou la lon-gueur, la duret nestpas une grandeur pri-maire directementmesurable. La seulemanire de la dfinir,cest de la caractrisercomme la rsistance la pntration duncorps plus dur.

La valeur de duret na donc de sens que si lonprcise les conditions dans lesquelles on lamesure : la force que lon exerce, le type depntrateur, sa forme, ou encore le temps depntration.Pour la dfinir, il faut alors raison-

ner en termes de procds de mesure. Achaque mthode correspond ensuite une dfi-nition unique et bien spcifique.Cest ainsi que lon a vu apparatre, depuisle dbut 1900, toute une ribambelle de

70 MESURES 766 - JUIN 2004

uide dachatG

En bref

De nombreuses mthodespermettent de mesurer laduret dun matriau. Cer-taines sont bases sur lamesure des dimensions delempreinte laisse par unpntrateur, dautres sur laprofondeur de pntration,dautres encore sur lerebond dune bille la sur-face du matriau.

Pour choisir un appareil demesure de duret, il fautdonc choisir avant tout lamthode dessai.

Pour cela, de nombreux cri-tres doivent tre pris encompte. Parmi eux, le type dematriau, sa rsistance mca-nique, ou encore lpaisseurdes pices tester

Pour valuer la qualit dun revtement, linfluence dun traitement de surface ou encore la rsistance lusure dunmatriau, une solution simpose: la mesure de duret. A limage des applications auxquelles elle est destine, loffreen duromtres est abondante et varie. De la sonde portable la machine intgrable en ligne et fonctionnant demanire entirement automatique, il peut tre difficile de sy retrouver Pour faire le bon choix, il faut dabord rai-sonner en termes de procds de mesure, puis dcliner, un par un, quelques critres relativement simples. Et sur-tout garder lesprit quen matire de duret, chaque cas, ou presque, est un cas particulier.

M E S U R E S M C A N I Q U E S

Les appareils de mesurede duret

La duret nest pas une grandeur primaire directement mesurable.Pour la dfinir, il faut souvent passer par la mesure de la taille delempreinte laisse par un pntrateur.Certains appareils permettent de la visualiser et de la mesurer de manire automatiquepar analyse dimages.

Zwick

mthodes adoptant, au fil des ans, les vo-lutions techniques de lpoque, et se dve-loppant peu peu au gr des applications.Initialement conus pour mesurer la duretde matriaux mtalliques, les appareils demesure ont aujourdhui largement dpass cechamp dapplications et contrlent dsor-mais une large varit de matriaux, de lafonte aux plastiques les plus mous en pas-sant par le verre, le pltre, ou encore las-phalte. Suivant les cas, mesurer la duret peutpermettre dvaluer lefficacit du traitementthermique ou chimique dune pice (nitru-ration, cmentation), de caractriser sonrevtement (peinture, vernis, etc.), dvaluersa rsistance lusure, ou de mieux com-prendre son comportement mcanique etson vieillissement (naissance et volutiondventuelles fissures, durcissement, etc.).Sil est impossible ici de faire ltat de tousles procds permettant de rpondre desapplications aussi diverses, nous pouvonsnanmoins distinguer les plus courants.Lessai de duret Brinell est lun des plusanciens. Il consiste appliquer une billedacier ou de carbure de tungstne la sur-face de la pice, et la maintenir pendant untemps bien dfini (de lordre dune vingtai-ne de secondes) et une force dtermine (de150 30 000 N), suivant la normeNF EN ISO 6506. La mesure du diamtre delempreinte, une fois le pntrateur retir,permet daccder la duret Brinell (expri-me en units HB) du matriau.Lessai de duret Vickers consiste lui aussi mesurer la taille de lempreinte laisse parun pntrateur, mais celui-ci est une pyra-mide en diamant dangle au sommet 136.Le temps de pntration et la charge appli-que (de 50 1 000 N) suivent la normeNF EN ISO 6507. Une fois le pntrateurretir, on mesure (manuellement ou laidedun systme optique) les deux diagonales delempreinte afin dexprimer la duret dumatriau en units Vickers (HV).Lessai Vickers peut aussi tre tendu deplus faibles charges, de 2 50 N (on parlealors de duret Vickers sous charge rdui-te), voire la microduret (en de de 2 N).La duret Knoop (HK) est une variante dela duret Vickers. Son pntrateur (de formepyramidale base losange) cre uneempreinte plus allonge.Lessai de duret Rockwell utilise un prin-cipe lgrement diffrent. Il fait bien appel la pntration dun indenteur, mais au lieude mesurer les dimensions de lempreintecomme lessai Brinell ou Rockwell, il consis-te mesurer une profondeur de pntration(norme NF EN ISO 6508). Lessai se drou-

71MESURES 766 - JUIN 2004

Guide dachat

Bille dacier ou de carbure de 1, 2,5, 5 ou 10 mm de diamtre maintenue pendantun temps bien dfini et avec une force dtermine (de 150 30 000 N).Mesure du diamtre de lempreinte

Mme principe que lessai Brinell avec une pyramide en diamant dangle au som-met 136 applique pendant un temps bien dfini et avec une force dtermine :de 50 1 000 N pour un essai de duret Vickers, de 2 50 N pour un essai de duretVickers sous charge rduite, et de 0,1 2 N pour un essai de microduret.Mesure de la moyenne des deux diagonales de lempreinte.

Application dun cne en diamant dangle au sommet 120 (Rockwell C) ou dune billedacier de 1,6 mm de diamtre (Rockwell B) pendant un temps dfini et suivant uneforce dtermine : de 600 1 500 N (avec 100 N de prcharge) pour un essai Rockwell,et de 150 450 N (avec 30 N de prcharge) pour un essai Rockwell superficiel.Lessai consiste appliquer une prcharge, puis une force supplmentaire (surchar-ge), et revenir la prcharge. Le cne ou la bille reste alors enfonc dune profon-deur e2 suprieure la profondeur e1 obtenue suite la prcharge.Mesure de la profondeur rmanente du pntrateur (e=e2-e1)

BRINELL (NF EN ISO 6506-1,2et3)

VICKERS (NF EN ISO 6507-1,2et3)

ROCKWELL (NF EN ISO 6508-1,2et3)

Principales mthodes dessai

F

d

BilleBille

EmpreintePice

F

Pointe pyramidale

Empreinted2

d1

d = d1 + d2

2

(enfoncement)

PrchargeF0 Prcharge

Surcharge

F0

Charge d'essai

e


Guide dachat

Les appareils de mesure de duret

Fabricant Rfrence Type dessais (1) Portable Autonome Camra Microscope Capacit Observations(Reprsentant) et gamme de charges (masse) intgre (grossissement)

Bareiss Shore Shore Oui Oui Non Non NC Utilisable en laboratoire ou en production sur

(Blet) 806 cN (230 g) matriaux plastiques et caoutchoucs.

Fonctionnement manuel. Peut tre utilis avec

un support de laboratoire

Bareiss DigiTest Shore, DIDC Non Non* Non Non NC Fonctionnement automatique. Utilisable en

(Blet) 8,3 N (15 kg) laboratoire sur plastiques et caoutchoucs

Appareil universel (ttes de mesure

interchangeables)

HHP Barcol Duret Barcol Oui Oui Non Non paisseur Fonctionnement manuel. Utilisable en

4 450 cN (2 kg) min. : 0,5 mm laboratoire ou en production sur matriaux

Diamtre composites et aluminium. Existe aussi

min. : 20 mm pour les durets Shore et DIDC

BMEC HLM100+ HRC, HRB, HB, LD, HV, Oui Oui Non Non Illimite Utilisable en laboratoire ou en production, sur

(quipements HSD (700 g) Al, Zn, Fe, Cu, Sn, etc. Imprimante intgre.

Scientifiques) 12 adaptateurs sondes dimpact en option.

Conversion dans 6 units diffrentes

Elag Hard-O-Tronic HV Non Non* Oui Oui 100x100x50 mm Utilisable en laboratoire ou en production, sur

(Tribotechnic(2)) 0,2, 0,5, 1 et 2 N (50 kg) (x100) matriaux mtalliques. Conception originale :

mesure de duret Vickers en continu

Elcometer Clemen Duret Clemen Non Oui Non Non Largeur : Utilisable en laboratoire ou en production

Jusqu 50 N (20 kg) 75 mm pour mesurer la rsistance la rayure de tous

types de revtements (essai normalis)

Duret crayons Duret Buchholz Oui Oui Non Non Illimite Utilisable en laboratoire ou en production

De 0 10 N (1 kg) pour mesurer la rsistance la rayure de tous

types de revtements. Fonctionnement auto.

Pendule Duret Perzoz et / ou Knig Non Oui Non Non 200x110x15mm Utilisable en laboratoire pour mesurer la

de Perzoz (20 kg) duret de revtements (peintures). Essai

normalis. Fonctionnement automatique

Elcometer Duromtre Shore (A, B, C, D, DO, O Oui Oui Non Non Illimite Utilisable en laboratoire et en production sur

(Sofranel) Shore et oo) (1 kg) matriaux tendres (caoutchouc, rsines,

12,5 N (A), 50 N (D) bois, cuir, mousse, etc.)

Duromtre Duret Buchholz et Barcol Oui Oui Non Oui Illimite Utilisable en laboratoire et en production sur

Buchholz et 50 N (1 kg) (x20) revtements, plastique dur et tendre, cuir, etc.

Barcol Sofranel propose galement un sclromtre

Emcotest M1C HV et HK Non Non* Oui Oui Hauteur Utilisable en laboratoire sur matriaux

(Testwell) (HR et HU en option) (40 kg) (x100, x150, maximale : mtalliques, composites, plastiques, verre, etc.

De 0,981 294,3 N x300, x600, 110 mm En option : analyse dimages, tourelle motorise

(0,49 N en option) x1200 ou x2400) pour un pntrateur et trois objectifs

M4U HR, HV, HB Non Oui Option Oui Hauteur Utilisable en laboratoire et en production sur

De 9,8 2 450 N (200 kg) (x15, x41, x95, maximale : matriaux mtalliques, composites, plastiques,

ou de 49 7 350 N x195, x370 ou 260 mm verre, etc. Affichage numrique. Statistiques

x450) intgres. Fonctionnement auto. (option)

M5U HB, HV, HR Non Oui Option Oui Hauteur Utilisable en laboratoire et en production, sur

De 196 29 400 N (800 kg) (x15, x41, maximale : matriaux mtalliques (fontes, aluminium).

x95 ou x195) 490 mm Affichage numrique, statistiques intgres,

fonctionnement automatique (en option)

Ernst Duromtre HB Oui Oui Non Non Illimite Utilisable en production sur tous les mtaux.

(Someco) cheville 15 500 N (3,3 kg) Effectue une empreinte Brinell quil faut

ensuite mesurer avec une loupe gradue(1) HV (Vickers), HK (Knoop), HR (Rockwell), HU (Universelle), HB (Brinell), HM (Martens), HL (Leeb), etc. - (2) Propose galement des appareils sur mesure (fabriqus par Qualimatest) - * coupl un PC


Guide dachat



Ernst Computest HRC, HV, HRB, HB Oui Oui Non Non Illimite Utilisable en production sur tous les mtaux.

(Someco) 49 N (2 kg) Essai faible charge. Lecture directe.

Esatest Handy HRC, HV Oui Oui Non Non Illimite Utilisable en production sur tous les mtaux

9,81 98,1 N (2 kg) conducteurs. Mesure base sur la rsistance

lectrique. Contrle de duret des endroits

habituellement inaccessibles

Fischer H100C Microduret HM (Martens) Non Non* Sur Sur versions Dpend de Utilisable en laboratoire ou en production, sur

Instrumentation De 4 1 000 mN (15-80 kg versions auto. la tte de tous matriaux. Mesure de profondeur

Electronique suivant auto. (x50, x200 mesure dindentation (et calcul des proprits plastiques

modles) x500) et lastiques, du module dYoung, etc.).

Future-Tech FM100/300 HV, HK, HB Non Oui Non Oui Hauteur Utilisable en laboratoire sur matriaux

(Testwell) FM700 De 0,09807 19,647 N (36 kg) (x50, x100, maximale : mtalliques, composites, plastiques, verre, etc.

x200, x400, 110 mm Affichage numrique. Systme vido et

x500 ou x1000) fonctionnement automatique en option

FV100/300 HV, HK, HB Non Oui Non Oui Hauteur Utilisable en laboratoire sur matriaux

FV700 De 2,942 490,3 N (55 kg) (x50, x100, maximale : mtalliques, composites, plastiques, verre, etc.

x200, x400, 210 mm Affichage numrique. Systme vido et

x500 ou x1000) fonctionnement automatique en option

LC 200R HR Non Oui Non Non Hauteur Utilisable en laboratoire et en production sur

De 147,1 1 471 N (100 kg) maximale : matriaux mtalliques et plastiques.

(Prcharge : 29,42 et 255 mm Fonctionnement automatique, affichage

98,07 N) numrique, serre pice, statistiques intgres

GE Inspection TIV HV Oui Oui Oui Non Illimite Utilisable en production.

Technologies/ Jusqu 1 000 HV (1,4 kg) Interfaces RS232 et Ethernet.

Krautkramer

Dyna-Pocket HL Oui Oui Non Non Illimite Utilisable en production. Conversion en HV,

Jusqu 1 000 HL (200 g) HB, HS, HRC, HRB.

Gromax GMH1000 HRC, HRB, HB, HV Non Oui Non Non 200x300 mm Utilisable en laboratoire ou en production sur

(Mecaprobe 1 000 N (95 kg) matriaux mtalliques, composites, plastiques,

Engineering) etc. Fonctionnement manuel.

Indentec 8187.5 LKV Duret universelle pour Non Oui (ou Option Oui Hauteur : Machine dessais universelle. Utilisable en

(groupe Zwick Rockwell, Vickers, Brinell : (100 kg) coupl un (x50, x100) 250 mm laboratoire ou en production sur matriaux

Roell) HV, HBS, HR PC) Profondeur : mtalliques. Fonctionnement semi-

De 30 2 500 N 150 mm automatique

ZHV1A/M Duret microVickers HV Non Oui (ou Oui Non Hauteur : Utilisable en laboratoire ou en production sur

De 0,1 10 N (30 kg) coupl un 95 mm matriaux mtalliques. Fonctionnement

ou de 0,25 20 N PC) Profondeur : automatique ou manuel.

100 mm

Mecaprobe Durlas 10000 HRC, HRB, HB, HV Non Non* Oui Oui 2000x3000 mm Fonctionnement automatique. Utilisable en

10 000 N (65 kg) (x100) laboratoire ou en production sur matriaux

mtalliques, composites, plastiques, etc.

Michilin 510000 HRC, HRB, HB, HV Non Oui Oui Option 1000x2000 mm Utilisable en laboratoire ou en production sur

(Mecaprobe 10 000 N (150 kg) matriaux mtalliques, composites, plastiques,

Engineering) etc. Fonctionnement manuel

Micron France TTH2100 HLD (300-900 N), HB (80- Oui Oui Non Non Illimite Utilisable en laboratoire ou en production, sur

650 N), HRC (20-68 N), (250 g) matriaux mtalliques. Compact

HRB (40-100 N), HV (80- (170x68x30 mm). Sonde type D. Mmoire de

977 N), HS (32-100 N) 510 groupes de mesure. cran rtroclair.(1) HV (Vickers), HK (Knoop), HR (Rockwell), HU (Universelle), HB (Brinell), HM (Martens), HL (Leeb), etc. - * coupl un PC


Guide dachat



Micron France DEF001 LD (200-900 N), HRC (20- Oui Oui Non Non Illimite Utilisable en laboratoire ou en production sur

68 N), HV (80-940 N), HB (700g) matriaux mtalliques. Sonde spare. Lecture

(30-650 N), HRB (20-100N), instantane. Principe lectromagntique

HSD (32,5-99,5 N) rebond. Imprimante intgre.

D8195 Rockwell A, B, C Non Non* Non Non Hauteur Utilisable en laboratoire ou en production sur

600, 1 000, 1 500 N max. matriaux mtalliques. Slection automatique

Prcharge : 100 N 108 mm du poids pour mesure sur mtaux et alliages.

Application automatique des charges.

Mitutoyo Whisard HR, HB Non Oui Non Non Hauteur : Utilisable en production sur matriaux

600, 1 000, 1 500 N (60 kg) 205 mm mtalliques.

(Rockwell), 150, 300, 450 N Profondeur : Ecran tactile

(Rockwell superficiel) 150 mm

HH 140 HV, HB, HRB, HRC, HS Oui Oui Non Non Illimite Utilisable en production sur matriaux

et N/mm2 (rsistance la (1,2 kg) mtalliques

traction) Affichage numrique

150 N

Vickers HV, HK Non Oui Non Oui Hauteur : Utilisable en production sur matriaux

10, 20, 30, 50, 100, 200, 300, (42 kg) (x10, x20) 210 mm mtalliques

500 N Profondeur : Large cran graphique tactile

170 mm

Phynix Impact-D HRC, HRB, HV, HB, HS, Oui Oui Non Non Illimite Utilisable en laboratoire ou en production sur

(Techindustries) (TH-130) HL (130 g) mtaux (aciers, aluminium, cuivre et alliages).

940 HV Mmoire et statistiques intgres. Fonctionne

sur batterie rechargeable.

Impact-C HRC, HRB, HV, HB, HS, Oui Oui Non Non Illimite Utilisable en laboratoire ou en production sur

(TH-132) HL (130 g) aciers. Mmoire et statistiques intgres.

940 HV Fonctionne sur batterie rechargeable

Impact-DL HRC, HRB, HV, HB, HS, Oui Oui Non Non Illimite Utilisable en laboratoire ou en production sur

(TH-134) HL, DL (130 g) aciers. Mmoire et statistiques intgres.

940 HV Fonctionne sur batterie rechargeable. Mesures

sur surface rduite.

Proceq Equotip 2 HRC, HB, HV ou HS Oui Oui Non Non Illimite Utilisable en production sur matriaux

(Blet) (4,6 kg) mtalliques. Fonctionnement manuel. Mesure

de paramtres statistiques

Equotyp 2 NC NC NC Non Non Illimite Instrument de frappe utilis pour mesures

dans les alsages. Fonctionnement manuel

Equotyp 2 Jusqu 5 000 HV NC NC Non Non Illimite Utilisable en production sur matriaux mtalliques.

Convient pour matriaux trs durs.

SADT Hartip 3000 HRC, HRB, HB, HV, HS Oui Oui Non Non Illimite Utilisable en laboratoire et en production sur

(Sofranel) (550 g) mtaux (acier, fonte, aluminium et alliages,

cuivre, bronze, etc.)

Principe du rebond de bille

Starrett 3811 Vickers, Brinell, Rockwell, Oui Oui Non Non paisseur Utilisable en laboratoire ou en production,

Shore 11 Nmm (28,6g) minimale : sur tout matriau mtallique

(3 et 90 Nmm en option) 5 mm Fonctionnement manuel

Struers Duramin 2 HV, HB, HK Non Oui Non Oui 120x120x60 mm Utilisable en laboratoire sur matriaux fritts,

De 98,07 980,7 mN (55 kg) x400, x100 mtaux, cramiques, composants, etc.

De 1,96 19,61 N (x200 et x500 Application charge automatique. Conversions

en option) entre chelles de duret. Analyses statistiques

(1) HV (Vickers), HK (Knoop), HR (Rockwell), HU (Universelle), HB (Brinell), HM (Martens), HL (Leeb), etc. - * coupl un PC


Guide dachat



Struers Duramin 20 HV, HB, HK Non Non* Oui Oui 120x120x60 mm Utilisable en labo et en production sur mtaux,

(55 kg) x400, x100 matriaux fritts, cramiques, composants

(x200 et x500 Application charge et mise au point auto.

en option) Conversion entre diffrentes chelles. Statistiques

Duramin A300 HV, HB, HK, HU, HRC Non Non* Oui Oui. x400 et 140x50x80 mm Utilisable en laboratoire ou production sur

De 981 mN 294,3 N (35 kg) x200 (x100 mtaux, matriaux fritts, cramiques,

et x500 option) composants lectroniques, etc.

Webster Webster HRE Oui Oui Non Non Utilisable en production sur aluminium.

(Metroutil) modle B (440 g) Fonctionnement manuel. Lecture directe sur

cadran. Conversion en HRE avec abaque.

Application charge et mise au point auto.

Zwick ZHU2.5/Z2.5 Duret instrumente HM Non Non* Option Option Hauteur : Utilisable en laboratoire ou en production sur

(groupe Zwick (Martens), HR, HMR5/250, (40 kg) 200 mm tous matriaux mtalliques, plastiques,

Roell) HVT, HBT Profondeur : lastomres

De 5 2 500 N 100 mm

(1) HV (Vickers), HK (Knoop), HR (Rockwell), HU (Universelle), HB (Brinell), HM (Martens), HL (Leeb), etc. - * coupl un PC

le en trois tapes : lapplication dune pr-charge ( travers un cne ou une bille), puiscelle dune charge supplmentaire (sur-charge), puis un retour la prcharge. Lepntrateur reste alors enfonc dune certai-ne profondeur (suprieure la profondeurobtenue sous une simple prcharge). En lamesurant, on accde la duret Rockwell(HR) du matriau.Cet essai se dcline en plusieurs variantes(chelles Rockwell A, B, C, D, E, F, G, H, K, N,T, etc.) suivant les conditions dans lesquellesil est effectu (type et taille du pntrateur,prcharge, force dessai, etc.).Lessai de duret Shore, normalis plusrcemment, consiste lui aussi mesurer laprofondeur de pntration dun indenteur. Ilse dcline en Shore A pour les lastomresmous (caoutchouc) et D pour les lastomresplus rigides (plexyglass).Outre lutilisation de pntrateurs, dautresprocds de mesure sont bass sur le princi-pe du rebond dune bille sur la pice (plus lematriau est dur, plus la hauteur de rebondest importante). Il sagit alors de mesurer lahauteur du rebond,ou le quotient de la vites-se de rebond sur la vitesse dimpact (cest leprocd Equotip). On accde ainsi la valeurde duret HL (duret Leeb).Citons enfin dautres procds, moins cou-rants que les prcdents, mais nanmoinsprivilgis dans certaines applications trsspcifiques : la duret IRHD (ou DIDC) pourles caoutchoucs, les durets Buchholz, Perzoz

ou Clemen pour les revtements, ou encorela duret Barcol utilise notamment sur lesrevtements et les matriaux composites.Uneautre mthode,moins ponctuelle que les pr-cdentes, consiste gnrer une empreintecontinue en forme de V au moyen dune rou-

lette. On obtient ainsi une mesure continuede la duret du matriau.Depuis des dizaines dannes, la plupart deces mthodes coexistent sans quaucune neprenne le pas sur lautre. Il faut dire quellesoffrent toutes des caractristiques bien sp-cifiques. Leur force dessai, la nature et la for-me du pntrateur ou encore la taille de lem-preinte, les rendent toujours plus appropries lune ou lautre des applications.Mais inuti-le de simaginer que lon pourra associer untype de pice une mthode dessai. Sil estune seule rgle retenir en matire de dure-t, cest bien quil ny a pas de rgle. Letype de matriau, sa rsistance mcanique,la taille et le poids des pices, leur paisseur,leur homognit, leur tat de surface, le typede rsultats attendu, la prcision requise etbien sr linvestissement, sont autant devariables qui viendront jouer en faveur delune ou lautre des mthodes.Au final, lamesure de duret est un univers atypique,dune complexitsans nom! , nous assure lun des fournisseurs.

Pas de solution universelleMais que lon se rassure, dfaut dune solu-tion universelle, il existe tout de mmequelques grandes rgles permettant de syretrouver. Les essais Brinell,Vickers et Rock-well, par exemple, sont le plus souventemploys avec des matriaux mtalliques(cest--dire dans la majorit des applica-tions), les essais Shore et DIDC tant rservsaux matriaux plastiques et aux caoutchoucs.

De nombreux appareils de mesure de duret fonctionnent demanire autonome, sans laide dun PC.Les rsultats sont alorsaffichs sur un petit cran,parfois tactile, intgr lappareil.

Mitutoyo

Lessai Brinell est couramment employ enatelier. Comme les charges appliques sontrelativement importantes (cest le seul essaipermettant daller jusqu 3 tonnes) et quellesgnrent des empreintes assez larges sur lapice, ltat de surface na pas tre particu-lirement soign. Cet essai est dailleurs uti-lis pour mesurer la duret de matriauxinhomognes,ou de matriaux bruts tels quela fonte, les pices coules et lamines chaud, les lments de tuyauterie ou les picesdaluminium. La mthode est en revanchepeu adapte aux essais sur de petites prou-vettes ou sur des pices de faible paisseur.Lessai Vickers, quant lui, est le plus fiable etle plus prcis de tous. Cest aussi celui dont lechamp dapplications est le plus tendu, ajoute Jean-Marie Boccalini, chef produits duret chezTestwell. On lutilise ainsi dans le domaine du traitementde surfaces, dans lautomobile ou laronautique, parexemple,ainsi que pour le contrle de pices de scurit .Souvent effectu en laboratoire, lessai Vic-kers peut tre tendu de trs faibles charges(jusqu 10 g). Il convient donc des picesde plus faibles paisseurs quun essai Brinell.Linconvnient, cest que lessai est alors plusdlicat mettre en uvre. Plus les charges appli-ques sont faibles,plus ltat de surface de la pice doit tresoign , indique Marc Bellantonio, grant deTribotechnic.Lessai de duret Knoop est encore mieuxadapt que le Vickers aux prouvettes les plusfines ou aux revtements. Pour une diago-nale de mme longueur, lempreinte est eneffet nettement moins profonde (dun fac-teur 4).A condition bien sr dobtenir unesurface de qualit suffisante

Lessai Rockwell, quant lui, est moins pr-cis que le Vickers, mais il autorise descontrles plus simples et plus rapides.Contrairement aux essais prcdents, il four-nit en effet la valeur de duret juste aprs lapntration, sans quaucun dispositif de lec-ture optique ou manuel ne soit ncessaire.

Autre intrt, le rsultat dun essai Rockwellest indpendant de loprateur. Il convientpour les hautes durets (en raison de chargesdessai relativement leves) et il ncessitemoins de prparation de surface. Ces avan-tages font de lui un procd relativementrpandu. Ses limites se situent surtout faiblescharges (donc pour les pices les plus fines)puisquil ne permet pas de descendre aussibas que le Vickers.Autre procd, lessai Shore peut tre utilispour la mesure de duret dun grand nombrede matriaux non mtalliques (caoutchouc,polyester, PVC, cuir, verre, plastique, etc.). Sachant que plus un lastomre vieillit,plus il durcit,les-sai Shore est couramment employ pour suivre le vieillis-sement de ces matriaux , prcise Serge Roehri,chef produits essais matriaux chez Fisher. Ilest aussi employ en Formule 1, pour dis-tinguer les pneus tendres des pneus dursQuant la duret DIDC (ou IRHD), on laprfre la duret Shore lorsquon a affaire de petitespices (des joints toriques, de petits tuyaux, etc.) ,indique Aleksander Koprivc, responsable duservice commercial chez Zwick France.La mthode du rebond, enfin, est simple etrapide utiliser. Elle est utilise dans des appa-reils de mesure portables, qui affichent direc-tement la valeur de duret en unit HL. Lamthode est moins destructive quun essaiVickers ou Rockwell, elle ne ncessite pas deprparation spcifique de la surface,mais elletrouve vite ses limites sur des prouvettes defaible paisseur ou relativement lgres. Lespices doivent tre assez massives (5 ou 10 kg minimum)pour ne pas vibrer et risquer de fausser les mesures , pr-cise M. Roehri (Fisher).

Quelques critres de choixCeci dit, dans la majorit des applications, les indus-triels savent quelle mthode utiliser, soit parce quils enont lhabitude depuis des annes, soit parce quelle leur at recommande par leur fournisseur , indiqueM. Boccalini (Testwell). Reste alors distin-guer, parmi la grande varit dappareils demesure du march, celui qui convient lemieux lapplication. Pour cela, il y aquelques critres de choix relativementsimples considrer.La portabilit de lappareil. En matire demesure de duret, loffre comprend aussibien des appareils de mesure portables dequelques dizaines de grammes que des sta-tions intgrables en ligne en sortie desmachines-outils, ou encore des machinesdessais sur table. Suivant les cas,le cot schelon-ne alors de 500 euros pour un appareil portable prs de100000 euros pour un duromtre entirement automa-tis! , indique M. Koprivc (Zwick).Le choix de lun ou lautre des appareils


Guide dachat

Quelques critres de choix

Considrer Pour choisir

Le type de pice ou de revtement analyser (nature du La mthode dessai (Brinell, Rockwell, Vickers, Knoop,

matriau, rsistance mcanique, paisseur, aspect de surface, Shore, etc.) et les charges appliquer

dimensions, poids)

Le poids et lencombrement de la pice Un appareil portable ou pas

La frquence des mesures Un appareil fonctionnement manuel ou automatique

Le type danalyse raliser (un contrle rapide ou une mesure Un appareil portable ou pas, avec une lecture automatique de

prcise de la duret) la taille de lempreinte ou pas, avec diffrents pntrateurs

ou un seul

La prcision requise dans lapplication de la charge Le mode dapplication de la charge (poids mort ou vis bille

avec cellules de force)

Le rsultat que lon souhaite obtenir (mesure de duret, Une mthode dessai classique (Rockwell, Brinell,

connaissance du comportement du matriau sous charge, Vickers) ou un essai de duret instrumente (Martens)

module dlasticit du matriau)

Linvestissement Un appareil portable ou pas, fonctionnant de manire

automatique ou manuelle

Certains appareils de mesure de duret permettent de mesurer lesdimensions de lempreinte de manire automatique, laide dunecamra CCD et dune analyse dimages.La mesure est alors ind-pendante de loprateur.

Testwell

dpend bien sr du poids et de lencombre-ment des pices (les machines dessais surtable ont forcment une capacit limite) etdu type dessais raliser. Les solutions portablesconviennent des inspections rapides,pour valider un mat-riel lors de sa rception ou contrler un stock de pices sursite,mais elles ne donneront pas la prcision dune machi-ne dessais , souligne M. Koprivc (Zwick).Les appareils portables emploient gnrale-ment la mthode du rebond (duret HL),mais ils peuvent aussi intgrer de petits pn-trateurs (Shore, DIDC ou Rockwell, parexemple). Cependant, les normes de duret exi-gent que lon applique une charge spcifique, jusqu3 tonnes en Vickers, poursuit M. Koprivc. Avec unappareil portable, lapplication de telles charges ne peutjamais tre aussi juste et conforme la norme quavecune machine sur table .Lorsquun appareil portable donne le rsul-tat en unit de duret HL, il possde aussidans la plupart des cas une fonction deconversion en units HV, HR ou HB. Le sys-tme Hartip 3000 de Sofranel, pour ne citerquun exemple, offre une gamme de mesu-re de 200 960 HL et convertit automati-quement le rsultat en duret Brinell, Rock-

well,Vickers ou Shore suivant les besoins.Mais attention. Sil existe des chelles deconversion empiriques (et valables pour desmatriaux bien prcis) entre les units Rock-well, Brinell ou Vickers, il nexiste aucunechelle de conversion universelle. La compa-raison des rsultats entre diffrentes mthodes nest doncjamais quune approximation , indique M.Koprivc(Zwick). M. Boccalini (Testwell) fait la mmeanalyse. Il faut se mfier des appareils censs raliserplusieurs types dessais.Dans de nombreux cas, ils nuti-lisent quun pntrateur,et ne font ensuite que convertir lersultat dans les diffrentes units. Or chaque construc-teur,ou presque,a ses propres tableaux de conversion .La mode de lecture de lempreinte. Dansun essai Rockwell, la valeur de duret estdonne immdiatement aprs la pntration,par la mesure de la profondeur rmanentedu cne ou de la bille utilise. Mais ce nestpas le cas dans les essais de duret Brinell ouVickers qui imposent de mesurer la taille delempreinte ralise. Pour cela, il y a plusieursmthodes : utiliser un appareil dot dunmicroscope (on utilise alors des mollettespour dplacer et superposer des traits gra-dus avec les diagonales de lempreinte),

dune camra CCD (permettant de mesurerautomatiquement les dimensions de lem-preinte par analyse dimages) ou dun simpleverre dpoli permettant de mesurer le dia-mtre lil nu. Les mthodes manuellessont bien sr moins coteuses, mais leurrsultat est trs fortement influenc par lop-rateur qui effectue lessai.Tout dpend ausside la frquence des mesures. A partir dun cer-tain nombre de mesures,il est conseill dutiliser des appa-reils dots dune fonction de lecture automatique de lem-preinte, souligne M.Bellantonio (Tribotechnic). Lersultat sera plus fiable et plus rapide .Le mode dapplication de la charge. La char-ge exerce sur le pntrateur peut tre appli-que par un jeu de poids morts associ unsystme de levier, ou par la pression exerce partir dune vis bille et contrle par uncapteur de force. Ces deux solutions offrentune prcision comparable, mais la vis billeest la mthode la plus souple. Elle permet eneffet dappliquer des poids atypiques, dif-frents des charges classiques exerces parles poids morts.Le rsultat attendu.Dans la plupart des appli-cations, une simple mesure de duret suffit


Guide dachat


Guide dachat caractriser la rsistance lusure dunmatriau ou linfluence du traitement de sur-face quil a subi. Et parfois, la prcision de lamesure nest mme pas recherche! Ce qui intresse lesindustriels, cest souvent de pouvoir contrler rapidementque leur pice est bien en de ou au-del dun certainseuil de duret quils se sont pralablement fix , indiqueM. Roehri (Fisher).Mais il existe aussi des cas o lon doit allerplus loin et caractriser plus finement le com-portement du matriau sous charge. Pourcela, une solution simpose : la duret ins-trumente HM (Martens) (anciennementduret universelle HU) qui permet denre-gistrer en continu la force dessai, le temps etla profondeur de pntration. Les courbesobtenues au final, qui reprsentent le cycle decharge et de dcharge en fonction du tempsou du dplacement du pntrateur, sont alorsriches denseignement. Elles permettent dedterminer les modules dlasticit du mat-riau (module dYoung),de connatre la limi-te entre son comportement lastique et plas-tique ou son fluage. Lautre intrt, cestluniversalit de la mthode, puisquelle faitappel un seul et mme procd quel quesoit le matriau test.La conception de la machine. Il est souventdifficile de faire la diffrence entre deuxmachines de duret permettant deffectuerle mme type dessais.A priori, rien ne peutles distinguer : elles ont le mme pntra-

teur, elles fournissent le rsultat avec la mmeprcision (puisquelle est normalise), ellesoffrent une gamme de charges semblables,etc. Le principe est toujours plus ou moins le mme,souligne M. Koprivc (Zwick). Ce qui fait la dif-frence,ce sont des critres comme lautomatisation de lamachine, la mode de reconnaissance de lempreinte ou ledplacement automatique des tables XY . PourM. Boccalini (Testwell), il faut faire attention laqualit de construction de la machine, aux matriauxemploys,et sa facilit dutilisation.Il est toujours conseilldessayer soi-mme la machine avec une de ses pices avantde lacheter . Et pour cause. Les drives sontfrquentes, et les checs encore nombreux. Nous voyons encore souvent de petits appareils peu fiablesdrivant de manire importante en lespace de quelquesmois,alors que des machines de duret de qualit peuventdurer des dizaines et des dizaines dannes!, nous affir-me un constructeur. Pour tre sr de ne pas se trom-per,il faut faire appel des spcialistes du domaine.Ceuxqui ont une base de machines installes assez consquen-te,ceux qui ne se contentent pas de vendre un simple appa-reil de mesure mais qui proposent aussi un suivi impor-tant derrire .

Des tendances assez nettesLa mesure de duret a beau tre rgie pardes normes datant pour la plupart de 40 oude 50 ans, elle nen demeure pas moins undomaine en constante volution. Ces der-nires annes, les appareils de mesure deduret ont gagn en miniaturisation. Ils ont

aussi intgr toutes sortes de fonctions auto-matiques permettant de saffranchir de lin-fluence de loprateur, ou de lui simplifierla tche : crans tactiles, camras CCD et sys-tmes danalyse dimages, tourelles motori-ses permettant de lancer des squences auto-matiques en cas de changement depntrateur ou de position des lentilles, appli-cation de charges motorise, etc.Les appareils deviennent aussi de plus en plusuniversels par lemploi de diffrents pn-trateurs. Dans un mme domaine dapplications, lesindustriels ont souvent besoin de raliser diffrents typesdessais de duret.Pour cela,il est bien sr plus avantageuxdacheter une seule machine universelle plutt quun appa-reil par essai , indique M. Boccalini (Testwell). Les machines intgrant la fois des pntrateurs Rock-well,Vickers et Brinell sont celles qui connaissent actuel-lement le plus de succs , confirme M. Koprivc(Zwick).Autre tendance, lessor des essais de duretinstrumente. Sils restent encore peu rpandus cejour,ils sont nanmoins promis un bel avenir, indiqueM. Koprivc (Zwick). Leur accroissement prvisible aucours des prochaines annes permettra dobtenir un degrde comparaison plus lev entre les valeurs de duret lesplus diverses . Reste que la mcanique est undomaine encore assez conservateur, et queles choses y voluent lentement. Avant dtredes fournisseurs dappareils de mesure, nous devons alorsjouer des rles de pdagogues , souligne M.Koprivc.

Marie-Line Zani

Blet MesureTl. : 01 40 35 44 16 - Fax : 01 40 36 77 [email protected]

Bowers MtrologieTl. : 01 69 03 31 77 - Fax : 01 69 40 42 [email protected]

ElcometerTl. : 02 38 86 33 44 - Fax : 02 38 91 37 [email protected]

quipements scientifiquesTl. : 01 47 95 99 90 - Fax : 01 47 01 16 [email protected]

Fischer Instrumentation ElectroniqueTl. : 01 30 58 00 58 - Fax : 01 30 58 89 [email protected]

Fisher Bioblock ScientificTl. : 03 88 67 14 14 - Fax : 03 88 67 85 [email protected]

GE Inspection Technologies (Krautkramer)Tl. : 04 72 17 92 20 - Fax : 04 78 47 56 98http://www.geinspectiontechnologies.com

Mecaprobe EngineeringTl. : 01 30 37 63 75 - Fax : 01 30 37 63 [email protected]

MetroutilTl. : 02 38 45 86 74 - Fax : 02 38 45 82 [email protected]

Micron FranceTl. : 05 46 23 43 43 - Fax : 05 46 23 43 [email protected]

MitutoyoTl. : 01 49 38 35 00 - Fax : 01 48 63 27 [email protected]

SodeximTl. : 03 26 02 91 11 - Fax : 03 26 02 94 [email protected]

SofranelTl. : 01 39 13 82 36 - Fax : 01 39 13 19 [email protected]

SomecoTl. : 01 49 63 16 30 - Fax : 01 49 63 19 [email protected]

StarrettTl. : 01 45 11 90 62 - Fax : 01 45 11 87 [email protected]

StruersTl. : 01 55 09 14 30 - Fax : 01 55 09 14 [email protected]

TechindustriesTl. : 01 34 70 03 36 - Fax : 01 34 70 39 [email protected]

TestwellTl. : 01 39 73 02 54 - Fax : 01 39 73 25 [email protected]

TribotechnicTl. : 01 42 70 50 27 - Fax : 01 47 31 62 [email protected]

Zwick FranceTl. : 01 48 63 21 40 - Fax : 01 48 63 84 [email protected]

Les principaux fournisseurs

Documents

766GA