Dureté HRC vs HB : Différences et conversion

Vous êtes-vous déjà demandé comment les ingénieurs déterminent la dureté des matériaux ? Cet article se penche sur le monde fascinant des essais de dureté Rockwell et Brinell, en explorant leurs différences et leurs applications. Grâce aux commentaires d'experts chevronnés, vous découvrirez la science qui se cache derrière ces mesures essentielles et apprendrez comment elles influencent la sélection des matériaux et la conception technique.

Table des matières

Qu'est-ce que Dureté?

La dureté est un indice de performance utilisé pour mesurer la résistance des matériaux à l'indentation ou à la déformation causée par des objets durs.

Il existe différentes méthodes d'essai de dureté, chacune ayant ses propres principes et sa propre signification des valeurs de dureté mesurées.

La méthode la plus couramment utilisée est l'essai de dureté par indentation sous charge statique, qui comprend la dureté Brinell (HB), la dureté Rockwell (HRA, HRB, HRC), la dureté Vickers (HV) et la dureté Shore (HA, HD) pour les caoutchoucs et les plastiques.

Ces valeurs indiquent la capacité du matériau à résister à l'indentation par des objets durs.

D'autre part, l'essai de dureté par rebond comprend des méthodes populaires telles que la dureté de Leeb (HL) et la dureté de Shore (HS), qui mesurent le travail de déformation élastique des métaux.

Par conséquent, la dureté n'est pas simplement une quantité physique, mais un indice de performance global qui reflète l'élasticité, la plasticité, la résistance et la ténacité des matériaux.

Dureté de l'acier

Les dureté des métaux est désigné par le code H. Sur la base des différentes méthodes d'essai de dureté, les classifications suivantes peuvent être établies :

● Les méthodes conventionnelles comprennent les essais de dureté Brinell (HB), Rockwell (HRC), Vickers (HV) et Leeb (HL). Parmi ces méthodes, HB et HRC sont les plus couramment utilisées.

● HB a un large éventail d'applications, tandis que HRC convient aux matériaux présentant une dureté superficielle élevée, telle que celle obtenue par traitement thermique.

La principale différence entre ces deux tests est le type de sonde utilisé dans le duromètre. Le duromètre Brinell utilise une bille d'acier comme sonde, tandis que le duromètre Rockwell utilise une sonde en diamant.

● HV - convient à l'analyse microscopique. La dureté Vickers (HV) est mesurée en pressant un pénétrateur à cône carré en diamant avec un angle supérieur de 136° dans la surface du matériau avec une charge inférieure à 120 kg. La valeur de dureté Vickers (HV) est obtenue en divisant la surface de l'empreinte du matériau par la valeur de la charge.

● Le testeur de dureté portable HL est pratique pour les mesures. Il fonctionne par rebond après que la tête de la bille d'impact a frappé la surface de dureté. La dureté est calculée en utilisant le rapport entre la vitesse de rebond et la vitesse d'impact du poinçon à 1 mm de la surface de l'échantillon, et la formule : Dureté de Leeb HL = 1000 × VB (vitesse de rebond) / VA (vitesse d'impact).

● Le duromètre Leeb portable le plus couramment utilisé peut être converti en dureté Brinell (HB), Rockwell (HRC), Vickers (HV) et Shore (HS) après la mesure avec Leeb (HL). Vous pouvez également mesurer directement la valeur de dureté avec Brinell (HB), Rockwell (HRC), Vickers (HV), Leeb (HL) et Shore (HS) en utilisant le principe de Leeb.

Le duromètre Leeb de la série TH, produit par Time Company, possède cette fonction, ce qui constitue un complément utile à l'appareil de dureté de bureau traditionnel ! (Pour plus de détails, veuillez cliquer sur l'appareil de test de dureté Leeb TH140/TH160/HLN-11A/HS141 Portable Series).

1. HB - Dureté Brinell :

La dureté Brinell (HB) est généralement utilisée pour les matériaux tendres, tels que les métaux non ferreux, l'acier avant traitement thermique ou après traitement thermique. recuit.

En revanche, la dureté Rockwell (HRC) est généralement utilisée pour les matériaux présentant une dureté plus élevée, tels que ceux qui ont subi un traitement thermique.

Pour mesurer la dureté Brinell, on utilise une bille d'acier trempé ou une bille d'aluminium. carbure cémenté Une bille d'un diamètre spécifique est pressée dans la surface du matériau testé sous une charge d'essai spécifiée, maintenue pendant une durée déterminée, puis déchargée pour mesurer le diamètre d'indentation de la surface testée.

La valeur de la dureté Brinell est calculée en divisant la charge par la surface sphérique de l'empreinte.

En règle générale, une bille en acier trempé d'un diamètre de 10 mm est pressée sur la surface du matériau avec une charge de 3 000 kg pendant une certaine durée. Après déchargement, le rapport entre la charge et la surface de l'empreinte donne la valeur de la dureté Brinell (HB), mesurée en kilogrammes de force par millimètre carré (kgf/mm2 ou N/mm2).

2. Dureté Rockwell HR

La dureté Rockwell (HR) est une méthode permettant de déterminer l'indice de dureté d'un matériau sur la base de la profondeur de déformation plastique de l'indentation. La dureté est mesurée en unités de 0,002 mm.

Lorsque l'essai de dureté Brinell ne peut être utilisé, par exemple lorsque la valeur HB du matériau est supérieure à 450 ou que la taille de l'échantillon est trop petite, l'essai de dureté Rockwell est utilisé à la place.

Ce test consiste à presser un cône de diamant avec un angle supérieur de 120° ou une bille d'acier d'un diamètre de 1,59 mm ou 3,18 mm sur la surface du matériau testé sous une charge spécifique. La dureté du matériau est ensuite calculée à partir de la profondeur de l'empreinte.

Il existe trois échelles différentes pour les mesures de dureté Rockwell, en fonction de la dureté du matériau testé :

HRA : Il s'agit d'une mesure de la dureté déterminée en utilisant un pénétrateur à cône de diamant et en appliquant une charge de 60 kg. Cette échelle est utilisée pour les matériaux qui ont une dureté extrêmement élevée, tels que carbure cémenté.

HRB : Il s'agit d'une mesure de la dureté déterminée en utilisant une bille d'acier trempé de 1,59 mm de diamètre et en appliquant une charge de 100 kg. Cette échelle est utilisée pour les matériaux de faible dureté, tels que l'acier recuit, la fonte, etc.

HRC : il s'agit d'une mesure de la dureté déterminée en utilisant une presse à cône de diamant et en appliquant une charge de 150 kg. Cette échelle est utilisée pour les matériaux qui ont une dureté élevée, comme l'acier trempé, etc.

En outre :

(1) HRC correspond à l'échelle de dureté Rockwell C.

(2) HRC et HB sont largement utilisés dans la production.

(3) La plage d'application de l'échelle HRC va de HRC 20 à 67, ce qui équivaut à HB225 à 650. Si la dureté dépasse cette plage, il convient d'utiliser l'échelle de dureté Rockwell A (HRA). Si la dureté est inférieure à cette plage, il convient d'utiliser l'échelle de dureté Rockwell A (HRA). Dureté Rockwell B (HRB). La limite supérieure de la dureté Brinell (HB650) ne doit pas être dépassée.

(4) Le pénétrateur de l'échelle C de l'appareil d'essai de dureté Rockwell est un cône en diamant avec un angle supérieur de 120 degrés. La charge d'essai est une valeur spécifique, la norme chinoise étant une force de 150 kg.

Le testeur de dureté Brinell utilise une bille en acier trempé (HBS) ou une bille en carbure cémenté (HBW) comme pénétrateur, et la charge d'essai varie en fonction du diamètre de la bille, de 3000 à 31,25 kgf.

(5) L'indentation de la dureté Rockwell est très petite et la valeur mesurée est localisée ; il est donc nécessaire de mesurer la valeur moyenne en plusieurs points. Elle convient aux produits finis et aux films minces et est classée comme suit essais non destructifs.

L'indentation de dureté Brinell est importante et la valeur mesurée est précise. Elle ne convient pas aux produits finis et aux films minces et n'est généralement pas considérée comme un contrôle non destructif.

(6) La valeur de dureté de Rockwell est un nombre sans dimension et n'a pas d'unité. Par conséquent, il est incorrect de se référer à la dureté Rockwell en termes de degrés. La valeur de dureté Brinell a des unités et a une relation approximative avec la résistance à la traction.

(7) La dureté Rockwell peut être affichée directement sur le cadran ou numériquement. Il est facile à utiliser, rapide et intuitif, ce qui le rend adapté à la production de masse. La dureté Brinell nécessite un microscope pour mesurer le diamètre de l'empreinte, puis vérifier la table ou effectuer des calculs, ce qui peut s'avérer compliqué.

(8) Dans certaines conditions, HB et HRC peuvent être vérifiés et échangés. La formule de calcul mental est approximativement 1HRC ≈ 1/10HB.

Voici quelques tableaux de comparaison courants :

1. Tableau de conversion de la dureté standard nationale HLD/HRC/HRB/HV/HB/HSD

2. Selon la norme allemande DIN50150, le tableau suivant compare la résistance à la traction des aciers de la gamme commune avec la dureté Vickers, la dureté Brinell et la dureté Rockwell :


Résistance à la traction
Rm N/mm2
HVHBHRC
2508076.0
2708580.7
2859085.2
3059590.2
32010095.0
33510599.8
350110105
370115109
380120114
400125119
415130124
430135128
450140133
465145138
480150143
490155147
510160152
530165156
545170162
560175166
575180171
595185176
610190181
625195185
640200190
660205195
675210199
690215204
705220209
720225214
740230219
755235223
77024022820.3
78524523321.3
80025023822.2
82025524223.1
83526024724.0
85026525224.8
86527025725.6
88027526126.4
90028026627.1
91528527127.8
93029027628.5
95029528029.2
96530028529.8
99531029531.0
103032030432.2
106033031433.3
109534032334.4
112535033335.5
111536034236.6
119037035237.7
122038036138.8
125539037139.8
129040038040.8
132041039041.8
135042039942.7
138543040943.6
142044041844.5
145545042845.3
148546043746.1
152047044746.9
1555480(456)47.7
1595490(466)48.4
1630500(475)49.1
1665510(485)49.8
1700520(494)50.5
1740530(504)51.1
1775540(513)51.7
1810550(523)52.3
1845560(532)53.0
1880570(542)53.6
1920580(551)54.1
1955590(561)54.7
1995600(570)55.2
2030610(580)55.7
2070620(589)56.3
2105630(599)56.8
2145640(608)57.3
2180650(618)57.8
 660 58.3
 670 58.8
 680 59.2
 690 59.7
 700 60.1
 720 61.0
 740 61.8
 760 62.5
 780 63.3
 800 64.0
 820 64.7
 840 65.3
 860 65.9
 880 66.4
 900 67.0
 920 67.5
 940 68.0

Tableau des relations rugueuses entre les différentes duretés

HBAHBHVHWBHRC
GYZJ
934-1
10 mm
500 kg
5kgBEFH
35 21    32
36 22    35
37 23    37
38 24    40
39 25    42
402526    45
412527    47
422628    49
432729    51
442730    54
452830    56
462931    58
473032  23 60
4830330.7 26 62
4931341.3 28 64
5032351.9 31 66
5133362.5 34 68
5234383.1 36 70
5335393.6 393072
5437404.2 413473
5538414.7 443775
5639435.3 464077
5740445.8 484378
5842456.3 504680
5943476.8 534882
6045497.3 555183
6146507.8 575485
6248528.3 595686
6350548.8 615988
6451569.2 636189
6553589.7 656390
66556010.1 676692
67576210.6 696893
68606511 717094
69626711.4 737295
70647011.817757497
71677212.223767598
72697512.628787799
73727812.9338079100
74758113.3388180101
75788513.7428382102
76808814478483103
77849214.3518685104
78879514.7558786105
79909915598988106
809410315.3639089106
819710815.6669190107
8210111215.9709291108
8310511716.2739492109
8410912116.4769593109
8511312616.7799694110
8611713116.9819795111
8712113717.2849896111
8812614217.4869997112
89130 17.68810098112
90135 17.89010198113
91140 18 10299114
92145 18.2 103100 
93  18.4 103100 
94  18.6 104101 
95  18.7 105102 
96  18.9 106102 
97  19 106103 
98  19.2 107  
98  19.3 107  
100  19.4 108  

Note : Source du tableau 3 : Baber Colman

Valeur de conversion approximative de Brinell dureté de l'acier

Dureté Brinell (HB)
10 mm
3000kgf
Dureté Vickers
(HV)
Dureté RockwellDureté Shore
(HS)
Résistance à la traction
(approx.) MPa
Boule standardBoule en carbure de tungstèneChargement
60kgf
(HRA)
Chargement
100kgf
(HRB)
Chargement
100kgf
(HRC)
Chargement
150kgf
(DRH)
94085.66876.997
92085.367.576.596
900856776.195
-76788084.766.475.793
-75786084.465.975.392
         
-74584084.165.374.891
-73382083.864.774.390
-72280083.46473.888
-712
-7107808363.373.387
-69876082.662.572.686
         
-68474082.261.872.1
-68273782.261.77284
-67072081.86171.583
-65670081.360.170.8
-65369781.26070.781
         
-64769081.159.770.5
-63868080.859.270.180
63067080.658.869.8
62766780.558.769.779
         
67780.759.170
60164079.857.368.777
         
64079.857.368.7
57861579.15667.775
         
60778.855.667.4
55559178.454.766.7732055
         
579785466.12015
53456977.853.565.8711985
         
53377.152.5651915
51454776.952.164.7701890
         
-49553976.751.664.31855
53076.451.163.91825
49552876.35163.8681820
         
-47751675.950.363.21780
50875.649.662.71740
47750875.649.662.7661740
         
-46149575.148.861.91680
49174.948.561.71670
46149174.948.561.7651670
         
44447474.347.2611595
47274.247.160.81585
44447274.247.160.8631585
         
42942945573.445.759.7611510
41541544072.844.558.8591460
4014014257243.157.8581390
38838841071.441.856.8561330
37537539670.640.455.7541270
         
3633633837039.154.6521220
35235237269.3-11037.953.8511180
34134136068.7-10936.652.8501130
33133135068.1-108.535.551.9481095
32132133967.5-10834.351471060
         
31131132866.9-107.533.150461025
30230231966.3-10732.149.3451005
29329330965.7-10630.948.343970
28528530165.3-105.529.947.6950
27727729264.6-104.528.846.741925
         
26926928464.1-10427.645.940895
26226227663.6-10326.64539875
25525526963-10225.444.238850
24824826162.5-10124.243.237825
24124125361.810022.84236800
          
23523524761.49921.741.435785
22922924160.898.220.540.534765
22322323497.3-18.8 
21721722896.4-17.533725
21221222295.5-16705
         
20720721894.6-15.232690
20120121293.8-13.831675
19719720792.8-12.730655
19219220291.9-11.529640
18718719690.7-10620
         
18318319290-928615
17917918889-827600
17417418287.8-6.4585
17017017886.8-5.426570
16716717586-4.4560
         
16316317185-3.325545
15615616382.9-0.9525
14914915680.823505
14314315078.722490
13713714376.421460
         
13113113774450
1261261327220435
12112112769.819415
11611612267.618400
11111111765.715385

L'essai de dureté est une méthode simple et facile pour tester les propriétés mécaniques.

Pour remplacer certains essais de propriétés mécaniques par des essais de dureté, une relation de conversion plus précise entre la dureté et la résistance est nécessaire dans la production.

Des données empiriques ont montré qu'il existe une corrélation approximative entre les différentes valeurs de dureté de l'acier. matériaux métalliquesainsi qu'entre les valeurs de dureté et de résistance.

La valeur de dureté étant déterminée par la résistance à la déformation plastique initiale et continue, un matériau plus résistant présentera une plus grande résistance à la déformation plastique et donc des valeurs de dureté plus élevées.

Tableau de conversion de la dureté standard nationale HLD/HRC/HRB/HV/HB/HSD

HLDHRCHRBHVHB[1]HB[2]HSDHLDHRCHRBHVHB[1]HB[2]HSD
300  83   59633.9 32231431546.3
302  84   59834.2 32531631846.6
304  85   60034.5 32831932046.9
306  85   60234.8 33032232347.2
308  86   60435.1 33332432547.5
310  87   60635.4 33632732847.8
312  87   60835.7 33833033148.2
314  88   61035.9 34133233348.5
316  89   61236.2 34433533648.8
318  90   61436.5 34633833949.1
320  90   61636.8 34934034149.4
322  91   61837.1 35234334449.7
324  92   62037.4 35534634650.1
326  93   62237.6 35734934950.4
328  94   62437.9 36035135250.7
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442 84.4161156174 73852.8 55153353369.9
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478 9119218520029.177457.2 62859859876.6
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486 92.419919220630.378258.1 64761361378.1
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492 93.520519821131.278858.8 66262462479.3
494 93.920720021231.579059 66662862879.7
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500 9521320521732.279659.7 68163963980.9
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51019.89722321522533.680660.8 707  82.8
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51420.697.922721922934.281061.2 718  83.7
5162198.322922123034.481261.4 723  84.1
51821.398.723122323234.781461.7 728  84.5
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54225.5 25724925438.183864.1 797  89.5
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55427.5 27026226539.985065.3 835  92.1
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55828.1 27526727040.585465.6 848  93
56028.4 27826927240.885665.8 854  93.5
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56429.1 28227427641.486066.2 867  94.4
56629.4 28527627841.786266.3 874  94.8
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57030 29028128242.386666.7 888  95.7
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59033 31530630845.488668.2 961   
59233.3 31730831045.788868.4 968   
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Shane
Auteur

Shane

Fondateur de MachineMFG

En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.

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