Dureté Brinell - Théorie de l'essai de dureté

Classification de la méthode Brinell

La méthode Brinell est une méthode d’essai de dureté statique qui se caractérise comme suit :

Elle fait partie des méthodes normalisées (ISO 6506, ASTM E10).
la méthode Brinell présente une gamme de charges de 1 à 3000 kgf, et permet donc de réaliser des essais de dureté dans la gamme faibles charges et surtout dans la gamme macro (gamme conventionnelle).
Il s’agit d’une méthode optique. Cela signifie que pour déterminer la dureté d’un échantillon, on mesure la taille de l'empreinte laissée par le pénétrateur.
Forme et matériau du pénétrateur : Le pénétrateur est une bille en carbure de tungstène qui possède un diamètre de 1, 2,5, 5 ou 10 mm selon la méthode Brinell.

Déroulement de la méthode d'essai Brinell

Lors de l’essai de dureté Brinell, basé sur une méthode optique, on mesure la taille de l'empreinte laissée par le pénétrateur. Alors que la méthode Vickers, elle aussi méthode optique, utilise un pénétrateur pyramidal, la méthode Brinell utilise un pénétrateur sphérique pour pénétrer dans l’échantillon.

Plus l’empreinte laissée par le pénétrateur Brinell de diamètre défini sur la surface d’une pièce (un échantillon) avec une force d’essai définie est grande, plus le matériau testé sera tendre.

Exigences relatives à l’échantillon pour la méthode Brinell

Méthodes Brinell et applications

Comment lire et représenter une valeur de dureté Brinell ?

Avantages et inconvénients de la méthode Brinell

La méthode Brinell offre les avantages suivants :

Brinell permet de tester des matériaux non homogènes (pièces moulées en fonte par exemple), car la bille de grande dimension entre en contact avec de nombreux cristaux (différents constituants de la structure du matériau) et forme une valeur moyenne mécanique.
De nombreuses forces d’essai et diamètres de billes différents sont disponibles pour les applications les plus diverses.
Les empreintes de dureté, relativement grandes, sont plus faciles à mesurer que les empreintes Vickers, plus petites.
La surface de l'échantillon peut être brute.

La méthode Brinell présente les inconvénients suivants :

Un bon état de surface de l’échantillon est requis, l’empreinte étant mesurée par voie optique. Le point d’essai doit être préparé.
Grand risque de déformation du matériau à tester dans la gamme macro avec une forte charge d’essai (par exemple HBW 10/3.000), et donc risque d’erreur de mesure en raison de la formation de renflements. Un bon éclairage de l’empreinte de dureté est donc impératif pour pouvoir évaluer correctement l’empreinte de dureté (éclairage annulaire par exemple).
Limitation de l’application de cette méthode pour les matériaux très durs et les échantillons de très faible épaisseur (voir Épaisseur minimum de l'échantillon pour Brinell).
Cette méthode est lente (par rapport à la méthode Rockwell). Le cycle d’essai dure entre 30 et 60 secondes, sans compter la préparation de l’échantillon.