Lors de la conception de pièces métalliques, il est important de spécifier leur dureté. Cependant, de nombreux ingénieurs n’ont qu’une compréhension fragile de ce qu’est réellement la dureté ou de la façon dont elle est mesurée. Il y a de bonnes raisons à cela. Comme nous le verrons, la dureté est un concept quelque peu fragile, et il existe tellement de méthodes d’essai de dureté différentes en usage courant qu’il est facile de se confondre. Le but de cet article est d’aider à éclaircir cette confusion.

D’abord, parlons de ce que la dureté n’est pas. La dureté n’a rien à voir avec la rigidité. Une pièce en acier peut avoir une dureté élevée ou faible, mais elle aura toujours la même rigidité. Une pièce en titane peut avoir la même dureté qu’une pièce en acier, mais elle aura toujours environ la moitié de la rigidité de l’acier. La dureté en elle-même n’a également rien à voir avec le fait qu’un matériau soit fragile ou ductile. De deux matériaux de même dureté, l’un peut être fragile et l’autre ductile.

Qu’est-ce que la dureté, alors ? Pour fournir une définition quelque peu circulaire et peu utile, il s’agit d’une mesure des performances d’un matériau lors d’un test de dureté. Cela nous amène au sujet des essais de dureté.

L’un des tests de dureté les plus couramment utilisés aux États-Unis a été développé par Hugh Rockwell et Stanley Rockwell en 1914. Bien qu’ils ne soient pas frères ou même parents, le fait d’avoir le même nom de famille a rendu beaucoup plus facile de trouver un nom pour le test. Dans le test Rockwell, un pénétrateur est poussé dans une surface métallique avec une force donnée. La dureté est inversement proportionnelle à la profondeur de pénétration.

Il existe de nombreuses échelles de dureté Rockwell, en fonction du type de pénétrateur et de la charge utilisée. Par exemple, l’échelle Rockwell C utilise un pénétrateur conique à pointe de diamant avec une charge de 150 kg. La balance Rockwell B utilise un pénétrateur à billes de 1/16 pouce de diamètre avec une charge de 100 kg. L’échelle Rockwell C est généralement abrégée HRC (Dureté Rockwell C), tandis que l’échelle Rockwell B est abrégée HRB (Dureté Rockwell B). Plus le nombre est élevé, plus le matériau est dur, mais uniquement par rapport aux autres nombres dans une échelle donnée. Par exemple, un acier extrêmement dur peut avoir une dureté de 64 HRC, tandis qu’un acier assez doux peut avoir une dureté de 70 HRB.

Quelle échelle est la meilleure à utiliser? Cela dépend de ce que vous mesurez. L’échelle Rockwell C est idéale pour mesurer l’acier trempé. Rockwell B est préférable pour l’acier plus mou ou l’aluminium relativement dur. Pour un aluminium plus doux, vous devrez peut-être utiliser la balance Rockwell E (boule de 1/8 pouce de diamètre avec une charge de 100 kg) ou la balance Rockwell F (boule de 1/16 pouce de diamètre avec une charge de 60 kg). Généralement, plus le pénétrateur est grand ou plus la charge est petite, meilleure sera l’échelle pour les matériaux souples.

L’épaisseur du matériau compte également. Si vous essayez de mesurer la dureté d’une mince bande de matériau, vous ne voulez pas utiliser une charge qui poussera le pénétrateur à travers le matériau et de l’autre côté. Pour cette raison, il existe une série d’échelles de Rockwell superficielles qui utilisent des charges beaucoup plus faibles. Par exemple, la balance Rockwell 15N utilise une charge de 15 kg avec un pénétrateur conique à pointe diamantée.