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Essais de dureté
La dureté peut être définie comme une mesure de la résistance à la déformation plastique localisée. Les méthodes de mesure de la dureté sont basées sur la pénétration forcée d'un indenteur à la surface d'un matériau. Une valeur de dureté est déterminée par la mesure de la dimension ou de la profondeur de l'empreinte faite par l'indenteur soumis à des charges et des vitesses d'application contrôlées.
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Estimation qualitative de la dureté : échelle de MOHS
C'est une mesure (encore très utilisée) de dureté par rayure, mise au point par Friedrich MOHS (1773-1839) un minéralogiste.
Un matériau A est dit plus dur qu'un matériau B si A raye B et n'est pas rayé par B. L'échelle de Mohs qui en résulte est constituée par une séquence de minéraux de plus en plus durs. L'indice (de 1 à 10) associé à chaque minéral est appelé dureté MOHS.
Ce mode de détermination de la dureté demeure très qualitatif.
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Essais de dureté quantitatifs
Les essais consistent à enfoncer un pénétrateur (indenteur) dans le matériau. La charge est constante pendant un temps donné et on mesure la dimension de l'empreinte. L'empreinte est d'autant plus grande que le métal est mou.
La dureté H (hardness) s'exprime par le rapport de la force sur la surface de l'empreinte. La dureté est un test empirique et ne correspond pas à une propriété du matériau.
Mais ce test de dureté permet de caractériser les matériaux et de déterminer s’ils sont adaptés à leur utilisation clinique.
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Essai BRINELL
Johan August BRINELL (1849–1925), ingénieur métallurgiste suédois, travaillait sur la transformation des aciers en fonction de la température. Il avait besoin d’un test rapide non destructif pour déterminer la dureté des différents aciers testés.Il met au point son test de dureté BRINELL basé sur un indenteur bille, pour alliages métalliques peu durs.
L'essai consiste à imprimer dans la pièce une bille en acier ou en carbure de tungstène de diamètre D sous une charge F et à mesurer le diamètre d de l'empreinte.
Dureté Brinell HB = F/ p
2D.[D-
V(D2-d2)] (surface d’une calotte sphérique)
F = charge d’essai (fonction du matériau) de 500 à 3000 daN
D = diamètre de la bille (5 ou 10 mm)
D = diamètre de l'empreinte en mm
La charge est appliquée progressivement pendant 15 secondes et maintenue à sa valeur finale pendant 15 secondes.
L’essai BRINELL est très peu utilisé en Odontologie. Pourquoi ?
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