Le Compendium
      Albert Balasse

Microscope pour mesure d'empreinte Brinell
H. Morin à Paris

Microscope pour la mesure d'empreinte Brinell - Henri MORIN - Hauteur 15 cm - Paris - Vers 1925

L'instrument est utilisé pour mesurer le diamètre de l'empreinte laissée par la bille lors des essais de dureté de matériaux par la méthode de BRINELL : une force est appliquée sur une bille en acier ou en carbure de tungstène, d'un diamètre le plus souvent égal à 10 mm, placée sur la surface du matériau dont on veut déterminer la dureté ; sous la charge imposée, la bille laisse dans le matériau étudié une empreinte plus ou moins importante sous la forme d'une calotte sphérique. C'est le diamètre de cette calotte sphérique que l'on mesure à l'aide du microscope et qui entre dans la formule permettant de déterminer la "dureté Brinell" du nom de l'ingénieur métallurgiste suédois qui a proposé cette méthode au début du XXe siècle.

Le corps du microscope est muni d'une semelle plane parfaitement dressée, d'un diamètre de 5 cm, présentant une ouverture pour visualiser la zone de mesure. Une fenêtre latérale permet l'éclairement de cette zone, la lumière étant diffusée par la paroi intérieure laquée en blanc. Le tube optique comporte un objectif achromatique - délimité par le tube métallique noir - et un doublet de Ramsden qui joue à la fois son rôle d'oculaire dans le fonctionnement globale du microscope et le rôle de loupe permettant d'observer les graduations d'une échelle micrométrique placée au voisinage de son foyer.

Sur la photographie de gauche, l'oculaire est retiré du tube optique pour que l'on aperçoive, à l'oeil nu, l'échelle gravée sur un disque en verre positionné environ trois centimètres en retrait de l'extrémité supérieure du tube optique.
L'échelle micrométrique, que l'on distingue à peine, comporte 70 divisions équidistantes repérées de 0 à 7 toutes les 10 divisions.

La semelle du microscope est en contact avec la surface du matériau sur lequel on veut procéder à l'essai de dureté. On réalise d'abord, par glissement de l'oculaire, la mise au point sur l'échelle graduée. Puis, par tirage de l'ensemble du tube optique, on effectue la mise au point sur la surface étudiée : il y a alors superposition de l'image de la surface étudiée et de l'image de l'échelle micrométrique. En agissant sur une bague de serrage, on empêche tout déplacement du tube optique afin de conserver le réglage initial. Le microscope peut être retiré afin de procéder à l'essai de dureté ...

L'essai de dureté ayant été réalisé, on replace le microscope de telle sorte que l'empreinte puisse être observée. La lecture de son diamètre est immédiate, chaque petite division de l'échelle correspondant à 0,1 mm dans le plan de la semelle du microscope.

Nous avons photographié la majeure partie de l'échelle graduée à travers l'oculaire du microscope et en absence de toute empreinte à mesurer. La semelle du microscope est simplement posée sur une surface plane et blanche : une feuille de papier. 10 divisions de l'échelle - par exemple entre les traits marqués 3 et 4 - correspondent à une longueur de 1 mm sur cette feuille. La finesse du tracé permet une précision d'une demi-division soit 0,05 mm ou 1/20 mm.

Le dessin de droite illustre, très simplement, un essai de dureté Brinell. C'est le diamètre d de la cavité laissée par la bille de diamètre D soumise à la force F, qui est mesuré avec un microscope semblable au nôtre. Ce dessin est tiré du cours de Chimie-Physique relatif à "l'état solide", proposé par l'Université du Québec a Chicoutimi (UQAC).

Le paragraphe 8.2 du chapitre 6 de ce cours renseigne parfaitement sur les essais de dureté. Il suffit de cliquer sur la vignette de droite pour parvenir au titre général puis de descendre dans la page jusqu'au paragraphe 8.2 "Les essais de dureté"

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241 / 6 janvier 2015