Dureté Rockwell

Les essais de dureté Rockwell sont des essais de pénétration en mécanique. Il existe en fait plusieurs types de pénétrateurs qui sont constitués d'un cône en diamant ou d'une bille en acier trempé polie. Pour obtenir une valeur de dureté Rockwell, on mesure une pénétration rémanente du pénétrateur sur lequel on applique une faible charge.

Pour les articles homonymes, voir Rockwell.

Un duromètre type Rockwell
Principe de la dureté Rockwell (échelle B, bille en acier)

Principe

L'essai se déroule en trois phases :

  • application sur le pénétrateur d'une charge initiale F0= 98 N (soit 10 kgf). Le pénétrateur s'enfonce d'une profondeur initiale I. Cette profondeur étant l'origine qui sera utilisée pour mesurer la dureté Rockwell ;
  • application d'une force supplémentaire F1. Le pénétrateur s'enfonce d'une profondeur de P ;
  • relâchement de la force F1 et lecture de l'indicateur d'enfoncement.

La valeur de r étant l'enfoncement rémanent obtenu en appliquant puis en relâchant la force F1.

La valeur de dureté est alors donnée par la formule suivante :

  • Échelle B, E et F
  • Échelle C

Une unité de dureté Rockwell correspondant à une pénétration de 0,002 mm. Plus la valeur de dureté est importante, plus le matériau est dur.

Les différentes échelles

Pour les articles homonymes, voir HRA, HRB, HRC, HRD et HRE.

Pour les articles homonymes, voir HRF et HRG.

Échelle Symbole Pénétrateur Valeur de la force totale F0 + F1 (N) Application
A HRA Cône de diamant de section circulaire à pointe arrondie sphérique de 0,2 mm 588,6 Carbure, acier et en épaisseur mince
B HRB Bille en carbure de tungstène de 1,587 5 mm (1⁄16 pouce) de diamètre 981 Alliage de cuivre, acier doux, alliage d'aluminium
Matériaux ayant une résistance à la rupture comprise entre 340 et 1 000 MPa
C HRC Cône de diamant de section circulaire à pointe arrondie sphérique de 0,2 mm 1 471,5 Acier, fonte, titane

Matériau ayant une dureté résistance à la rupture supérieure à 1 000 MPa

D HRD Cône de diamant de section circulaire à pointe arrondie sphérique de 0,2 mm 981
E HRE Bille en carbure de tungstène de 3,175 mm (¹⁄₈ pouce) de diamètre 981 Fonte, alliage d'aluminium et de fonte
F HRF Bille en carbure de tungstène de 1,587 5 mm de diamètre 588,6 Alliage de cuivre recuit, fine tôle de métal.
G HRG Bille en carbure de tungstène de 1,587 5 mm de diamètre 1 471,5 Cupro-nickel, alliage cuivre-nickel-zinc


Les deux échelles les plus utilisées sont les échelles B et C.

Dureté Rockwell superficielle

Ces échelles sont utilisées pour des produits très minces et pour la mesure de dureté de revêtements.

Les deux échelles utilisées sont l'échelle N (cône de diamant) et T (bille en acier). Dans les deux cas, la charge initiale (F0) est de 29,4 N. Chaque échelle peut être utilisée en utilisant une charge totale de 147 N, 294 N ou 441 N. On notera qu'il existe également des échelles W (bille de diamètre 3,175 mm), X (bille de diamètre 6,350 mm) et Y (bille de diamètre 12,70 mm).

Dans ce cas, une unité de dureté Rockwell correspond à un enfoncement de 0,001 mm.

Pour les échelles N et T, la dureté est donnée par la formule :

Échelle Symbole Pénétrateur Valeur de la force totale F0 + F1 (N)
N HR15N Cône de diamant de section circulaire à pointe arrondie sphérique de 0,2 mm 15
N HR30N Cône de diamant de section circulaire à pointe arrondie sphérique de 0,2 mm 30
N HR45N Cône de diamant de section circulaire à pointe arrondie sphérique de 0,2 mm 45
T HR15T Bille d'acier de 1,588 mm de diamètre 15
T HR30T Bille d'acier de 1,588 mm de diamètre 30
T HR45T Bille d'acier de 1,588 mm de diamètre 45
T HR15Y Bille d'acier de 12,7 mm de diamètre, utilisée principalement pour les revêtements de type abradables 147

Normes

L'utilisation de l'échelle de Rockwell est normalisée par l'Organisation internationale de normalisation (ISO) et le Comité européen de normalisation (CEN) :

  • EN ISO 2039-2 : Plastiques - Détermination de la dureté - Partie 2 : dureté Rockwell
  • EN ISO 6508-1 : Matériaux métalliques : essai de dureté Rockwell - Partie 1 : méthode d'essai (échelles A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T)

Et l'ASTM International :

  • ASTM E18 : Standard methods for rockwell hardness and rockwell superficial hardness of metallic materials
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