dureté Vickers

L'essai de dureté Vickers mesure la résistance d'un matériau à la déformation permanente en pressant une petite pyramide de diamant dans sa surface sous une charge contrôlée et en mesurant l'indentation résultante. Contrairement aux méthodes Rockwell ou Brinell, qui utilisent différents pénétrateurs et échelles, Vickers utilise une seule pyramide carrée normalisée de 136 degrés qui produit des résultats sur une échelle unifiée applicable à une large gamme de duretés de matériaux. Le résultat est exprimé en unités HV (Hardness Vickers) ou parfois HV suivi de la charge appliquée, comme HV10 pour une force de 10 kilogrammes.

La procédure d'essai consiste à charger la pyramide sur une surface préparée, généralement à 9,8, 49 ou 98 newtons (correspondant approximativement à 1, 5 ou 10 kilogrammes-force), et à maintenir pendant un temps de maintien défini. Après déchargement, la longueur des deux diagonales de l'indentation carrée est mesurée à l'aide d'un microscope, et la moyenne est utilisée pour calculer la dureté. La formule convertit la géométrie de la pyramide et la charge appliquée en un seul nombre, ce qui facilite le classement des matériaux. Étant donné que l'indentation est minuscule et mesurable avec une précision submicronique, Vickers peut évaluer la dureté des surfaces cémentées, des revêtements minces et des microstructures localisées où d'autres méthodes échouent.

Variations et limites d'application

La dureté Vickers est théoriquement indépendante de la charge, ce qui signifie que vous devriez obtenir le même résultat quelle que soit la force appliquée. En pratique, l'écrouissage et les effets de surface introduisent une légère variation, en particulier à de très faibles charges inférieures à 1 kilogramme-force. La méthode fonctionne aussi bien sur l'acier, la fonte, les alliages non ferreux, les céramiques et les composites. Cependant, elle exige une surface lisse, perpendiculaire et polie, ainsi qu'une machine d'essai stable avec isolation contre les vibrations. Les surfaces piquées, rugueuses ou courbes produisent des lectures peu fiables. La lenteur et l'exigence de mesure microscopique rendent Vickers plus lent et plus coûteux que les essais de dureté portables. Il est donc réservé à la vérification, à l'acceptation des matériaux et à la caractérisation mécanique détaillée plutôt qu'aux contrôles de production en atelier.

L'essai a été développé dans les années 1920 par la société d'armement Vickers comme un raffinement des méthodes d'indentation antérieures, et le nom est resté bien que Vickers en tant que firme ait cessé d'être le principal fabricant d'équipement il y a des décennies. Les testeurs de dureté Vickers modernes sont entièrement automatisés, avec un positionnement motorisé, une capture d'image numérique et une mesure automatique de l'indentation, éliminant une grande partie de l'erreur humaine qui affligeait la microscopie manuelle. Les alliages ferreux se situent généralement entre 100 et 1000 HV ; l'aluminium et le cuivre sont plus doux, de 30 à 150 HV ; tandis que les carbures et les céramiques atteignent 1500 HV ou plus. La dureté Vickers d'un matériau est vaguement corrélée à la résistance à la traction, mais n'est pas un prédicteur direct. Elle reste donc une spécification de matériau plutôt qu'une donnée de conception.