Conversion de la dureté Rockwell (HRC) en dureté Brinell (HB)

Pourquoi mesurer la dureté des matériaux ? Il est essentiel de comprendre comment les échelles de dureté Rockwell (HRC) et Brinell (HB) se comparent pour sélectionner les bons matériaux dans l'ingénierie. Cet article explore les différences entre ces deux tests de dureté courants, en expliquant leurs applications et leurs méthodes de conversion. À la fin, vous saurez comment interpréter ces valeurs de dureté pour mieux sélectionner les matériaux dans vos projets.

Percer le mystère Conversion entre dureté Rockwell (HRC) et dureté Brinell (HB)

Table des matières

1. La dureté

La dureté est un indicateur de performance utilisé pour mesurer la souplesse ou la dureté des matériaux. Il existe de nombreuses méthodes d'essai de dureté, chacune reposant sur des principes différents, ce qui se traduit par des valeurs de dureté et des significations qui ne sont pas exactement les mêmes.

Le plus courant est l'essai de dureté par indentation sous charge statique, à savoir la dureté Brinell (HB), la dureté Rockwell (HRA, HRB, HRC), la dureté Vickers (HV) et la dureté du caoutchouc plastique dureté Shore (HA, HD), entre autres. Ces valeurs de dureté représentent la résistance de la surface du matériau à l'indentation par un objet dur.

La dureté Leeb (HL) et la dureté Shore (HS) les plus répandues appartiennent à l'essai de dureté par rebond, leurs valeurs représentant l'ampleur du travail de déformation élastique du métal.

Par conséquent, la dureté n'est pas une quantité physique pure, mais un indicateur de performance global reflétant l'élasticité, la plasticité, la résistance et la ténacité du matériau.

2. Types de dureté

Dureté de l'acier

Le code pour dureté du métal (dureté) est H. En fonction de la méthode d'essai de dureté,

  • elle est généralement représentée par la dureté Brinell (HB), Rockwell (HRC), Vickers (HV), Leeb (HL), etc., HB et HRC étant les plus couramment utilisées.
  • HB a un large champ d'application, tandis que HRC convient aux matériaux présentant une dureté superficielle élevée, telle que la dureté du traitement thermique. La différence entre les deux réside dans les différentes têtes des appareils de mesure de la dureté. Dureté Brinell à l'aide d'une bille d'acier et le testeur de dureté Rockwell à l'aide d'un diamant.
  • La méthode HV est adaptée à l'analyse microscopique. La dureté Vickers (HV) utilise une charge allant jusqu'à 120 kg et un pénétrateur à cône carré en diamant avec un angle supérieur de 136° enfoncé dans la surface du matériau. La valeur de dureté Vickers (HV) est calculée en divisant la surface de l'empreinte dans le matériau par la valeur de la charge.
  • L'appareil d'essai de dureté portable HL, facile à mesurer, utilise une tête de balle rebondissante pour frapper la surface de dureté, ce qui produit un rebond. Le rapport entre la vitesse de rebond de la tête d'impact à 1 mm de la surface de l'échantillon et la vitesse d'impact permet de calculer la dureté. La formule est la suivante : 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) : Brinell (HB), Rockwell (HRC), Vickers (HV), Shore (HS) après la mesure Leeb (HL). Ou bien la valeur de dureté est directement mesurée par Brinell (HB), Rockwell (HRC), Vickers (HV), Leeb (HL), Shore (HS) en utilisant le principe de Leeb.

HB - Dureté Brinell :

La dureté Brinell (HB) est généralement utilisée lorsque le matériau est plus mou, comme les métaux non ferreux ou l'acier avant traitement thermique ou après traitement thermique. recuit. La dureté Rockwell (HRC) est généralement utilisée pour les matériaux présentant une dureté plus élevée, comme la dureté après traitement thermique.

La dureté Brinell (HB) utilise une certaine charge d'essai pour presser une bille en acier trempé ou en alliage dur d'un certain diamètre sur la surface métallique à tester, la maintenir pendant une durée déterminée, puis la décharger et mesurer le diamètre de l'indentation sur la surface testée.

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

Il s'agit typiquement : d'utiliser une certaine charge (généralement 3000kg) pour presser une bille d'acier trempé d'une certaine taille (généralement 10mm de diamètre) sur la surface du matériau, de la maintenir pendant un certain temps, de la décharger, et le rapport de la charge à sa zone d'indentation est la valeur de dureté Brinell (HB), l'unité est kgf/mm2 (N/mm).2).

HR - Dureté Rockwell

La dureté Rockwell (HR-) utilise la profondeur de déformation plastique de l'indentation pour déterminer l'indice de dureté. L'unité de dureté est de 0,002 mm.

Lorsque HB > 450 ou que l'échantillon est trop petit, l'essai de dureté Brinell ne peut pas être utilisé et la mesure de la dureté Rockwell doit être adoptée à la place.

Il utilise un cône de diamant avec un angle de 120° ou une bille d'acier d'un diamètre de 1,59 ou 3,18 mm, sous une certaine charge, pour presser la surface du matériau à tester, et la dureté du matériau est calculée à partir de la profondeur de l'indentation.

En fonction de la dureté du matériau testé, celle-ci est exprimée sur trois échelles différentes :

  • HRA : dureté obtenue en utilisant une charge de 60 kg et un pénétrateur à cône de diamant, utilisée pour les matériaux extrêmement durs (tels que les carbures cémentés).
  • HRB : dureté obtenue avec une charge de 100 kg et une bille d'acier trempé de 1,59 mm de diamètre, utilisée pour les matériaux de faible dureté (tels que l'acier recuit, la fonte, etc.).
  • HRC : dureté obtenue en utilisant une charge de 150 kg et un pénétrateur à cône de diamant, utilisée pour les matériaux de très haute dureté (tels que l'acier trempé).

En outre :

(1) HRC fait référence à l'échelle Rockwell C.

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

(3) La gamme HRC est HRC 20-67, équivalente à HB225-650.

Si la dureté est supérieure à cette plage, l'échelle de dureté Rockwell A HRA est utilisée. Si la dureté est inférieure à cette plage, l'échelle de dureté Rockwell B HRB est utilisée. La limite supérieure de la dureté Brinell est HB650, elle ne peut pas dépasser cette valeur.

(4) Le pénétrateur de l'échelle C du testeur de dureté Rockwell est un cône en diamant de 120°, et la charge d'essai est une valeur fixe, la norme chinoise étant de 150 kgf.

Le pénétrateur du testeur de dureté Brinell est une bille en acier trempé (HBS) ou une bille en acier inoxydable. alliage dur La charge d'essai varie en fonction du diamètre de la bille, de 3000 à 31,25 kgf.

(5) La dureté Rockwell présente de petites indentations, la valeur mesurée est locale, la valeur moyenne doit être obtenue en mesurant plusieurs points. Elle convient aux produits finis et aux plaques minces et appartient à la catégorie des essais non destructifs.

L'indentation de la dureté Brinell est plus importante, la valeur mesurée est précise, elle ne convient pas aux produits finis et aux plaques minces, et n'appartient généralement pas à la catégorie des essais non destructifs.

(6) La valeur de dureté Rockwell est un nombre sans nom, sans unité. (Il est donc incorrect de se référer à la dureté Rockwell en termes de degrés).

La dureté Brinell a une unité et une relation approximative avec la résistance à la traction.

(7) La dureté Rockwell est directement affichée sur le cadran ou peut être affichée numériquement, elle est pratique à utiliser, rapide, intuitive, adaptée à la production de masse.

La dureté Brinell nécessite de mesurer le diamètre de l'empreinte à l'aide d'un microscope, puis de consulter la table ou de calculer, l'opération est plus compliquée.

(8) Dans certaines conditions, HB et HRC peuvent être convertis en consultant le tableau. La formule de calcul mental peut être approximativement mémorisée comme suit : 1HRC≈1/10HB.

3. Tableau de comparaison de la résistance à la traction avec la dureté Vickers, la dureté Brinell et la dureté Rockwell

Selon la norme allemande DIN50150, le tableau ci-dessous compare la résistance à la traction avec la dureté Vickers, la dureté Brinell et la dureté Rockwell pour une gamme de matériaux d'acier couramment utilisés :


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

4. Tableau des relations brutes entre les différentes duretés

BarcolBrinellVickersWebsterRockwell
GYZJ10 mm5kgB
934-1500 kgBEFH
352132
362235
372337
382440
392542
40252645
41252747
42262849
43272951
44273054
45283056
46293158
4730322360
4830330.72662
4931341.32864
5032351.93166
5133362.53468
5234383.13670
5335393.6393072
5437404.2413473
5538414.7443775
5639435.3464077
5740445.8484378
5842456.3504680
5943476.8534882
6045497.3555183
6146507.8575485
6248528.3595686
6350548.8615988
6451569.2636189
6553589.7656390
66556010.1676692
67576210.6696893
BarcolVickersWebsterRockwell
GYZJ10 mm5kgB
934-1500 kgBEFH
68606511717094
69626711.4737295
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
8913017.68810098112
9013517.89010198113
911401810299114
9214518.2103100
9318.4103100
9418.6104101
9518.7105102
9618.9106102
9719106103
9819.2107
9819.3107
10019.4108

5. Valeur de conversion approximative de la dureté Brinell de l'acier

HBHVHRAHRBHRCDRHHSRésistance à la traction
MPa
Sphère standardSphère en carbure de tungstène
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
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Auteur

Shane

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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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