Essai de dureté sous faible charge
L'essai de dureté sous faible charge produit une empreinte petite et mesurable avec précision grâce à une force réduite. Ainsi, on mesure la dureté de façon ponctuelle dans des zones étroites, comme la zone affectée thermiquement d'une soudure. Une valeur élevée indique une martensite dure et fragile, sujette aux fissures.
Mécanisme d'action physico-chimique
Lors de l'essai de dureté sous faible charge, l'opérateur enfonce une pyramide en diamant avec une force définie et faible dans la surface. La force se situe généralement entre 1,961 N et 29,42 N. Le pénétrateur laisse une empreinte minuscule en forme de pyramide. L'opérateur mesure les diagonales de cette empreinte au microscope. À partir de la surface de l'empreinte et de la force appliquée, il calcule la dureté. Grâce à la faible force, l'empreinte reste très plate et localisée. Ce procédé endommage à peine la pièce et permet des mesures directement dans les zones de microstructure étroites.
Pertinence métallurgique et risques lors du soudage
La dureté dans la zone soudée révèle la microstructure et donc le risque de fissuration. Lors du soudage, des microstructures dures comme la martensite se forment souvent dans la zone affectée par la chaleur. Une dureté trop élevée – pour les aciers non alliés au-dessus de 350 HV – signifie un matériau fragile et un risque élevé de fissuration à froid. Les durcissements dans le métal déposé ou dans la zone de dilution indiquent également des vitesses de refroidissement critiques. Seule une mesure de dureté précise permet de détecter ces zones dangereuses. Une mesure générale sur la pièce manque les différences locales de dureté.
Pratique en atelier et instructions de travail
Pour les soudures, l'essai de dureté sous faible charge avec un pénétrateur Vickers et des forces d'essai de HV0,5 à HV3 convient. L'opérateur meule et polit le point de mesure perpendiculairement à la soudure. Il effectue au moins trois empreintes par zone : métal déposé, zone affectée par la chaleur et métal de base. Il maintient la durée d'application de la force constante 10 à 15 secondes. Pour les aciers non alliés, une dureté au-dessus de 350 HV indique de la martensite. Dans ce cas, le soudeur doit prolonger le temps de refroidissement t8/5 – par exemple par préchauffage ou une énergie linéique plus élevée. Après un traitement thermique, il vérifie à nouveau que la dureté est tombée en dessous de la valeur limite.