Les essais de dureté Rockwell
L’essai de dureté Rockwell a été inventé par Stanley P. Rockwell. Cet homme était ingénieur métallurgiste dans une entreprise de roulements à bille. Il voulut trouver une méthode rapide non destructive permettant d'établir si le processus de traitement thermique utilisé sur le chemin de roulement était efficace. Les uniques tests de dureté à sa disposition à l’époque étaient Vickers, Brinell et le scléroscope. L’essai Vickers était trop long, les empreintes de Brinell étaient surdimensionnées pour ses pièces et le scléroscope était trop difficile à utiliser en particulier sur ses pièces de petite taille.
Pour satisfaire ses besoins, il inventa la méthode d’essai Rockwell. L’application de charges de test par phases sur un échantillon s’avéra constituer une avancée majeure dans le monde des essais de dureté. Elle permit à l’utilisateur de réaliser des essais de dureté précis sur une grande variété de pièces de tailles différentes en seulement quelques secondes.
Les méthodes d’essai Rockwell sont définies dans les normes suivantes :
ASTM E18 Métaux
ISO 6508 Métaux
ASTM D785 Matières plastiques
Types d’essais Rockwell
Il existe deux types de tests Rockwell :
1. Rockwell : la charge initiale appliquée est de 10 kgf, la charge additionnelle de 60, 100 ou 150 kgf.
2. Dureté Rockwell superficielle : la charge initiale est de 3 kgf et les charges additionnelles sont de 15, 30 ou 45 kgf.
Dans les deux types d’essais, les pénétrateurs peuvent être constitués d’un cône en diamant ou d’une bille en acier, selon les caractéristiques des matériaux testés.
Les échelles Rockwell
Les valeurs de dureté Rockwell sont exprimées par la combinaison d’un chiffre de dureté et d’un symbole d’échelle représentant le pénétrateur et les charges initiales et additionnelles. La valeur de dureté est exprimée par le symbole HR suivi de la désignation de l'échelle.
L’essai de dureté Rockwell est basé sur la différence entre la mesure de la profondeur supplémentaire de l’empreinte du pénétrateur laissée suite à l’application d'une charge lourde (additionnelle) par rapport à l’enfoncement obtenu suite à l’application de la charge initiale ou précharge. D’abord, une précharge (charge initiale) est appliquée et une position d’origine est définie. Une charge additionnelle est ensuite appliquée pour une durée spécifiée puis relâchée, laissant apparaître l’enfoncement rémanent. La valeur Rockwell obtenue indique la différence d'enfoncement par rapport à la position d'origine suite à l'application de la charge additionnelle. La procédure complète ne dure pas plus de quelques secondes, pouvant aller jusqu’à 15 secondes pour les matières plastiques. L’essai Rockwell permet d'obtenir des résultats rapides et directs, sans avoir à effectuer des mesures dimensionnelles complémentaires.
Le pénétrateur le plus courant est le cône en diamant taillé à 120 degrés, utilisé pour tester les aciers trempés et les carbures. Les matériaux plus mous sont testés en général avec des billes de carbure de tungstène de diamètres variant entre 1/16 pouce et 1/2 pouce. La combinaison du pénétrateur et de la charge de test constitue l'échelle Rockwell. Ces combinaisons représentent 30 échelles différentes et sont exprimées en valeur de dureté réelle suivie des lettres HR et de l’échelle respective. La dureté mesurée HRC 63 signifie une dureté de 63 sur l’échelle C de Rockwell. Les valeurs supérieures indiquent des matériaux plus durs comme par exemple l’acier trempé ou le carbure de tungstène. Ces matériaux peuvent avoir des valeurs supérieures à 70 HRC. Les charges de test Rockwell peuvent être appliquées soit à l’aide d'un dynamomètre en circuit fermé, soit à l’aide d’un système traditionnel de poids mort.
