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RÉSUMÉ
L'article explore les différents types d'essais sur les aciers en laboratoire. Les essais mécaniques mesurent la résistance, la déformation, la dureté et la ténacité des matériaux, tandis que les essais physiques évaluent la densité, la conductivité thermique, la conductivité électrique, la résistance à la corrosion, la porosité, la perméabilité, etc. Les essais physico-chimiques et chimiques étudient la structure et la réactivité des matériaux en présence de différentes substances chimiques. L'essai de traction permet lui de déterminer la limite d'élasticité, la résistance à la traction, le module de Young et l'allongement à la rupture du matériau testé. Enfin, les essais de dureté mesurent la résistance à la déformation par pénétration avec un matériau plus dur.
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Thibault FOURCADE : Ingénieur
INTRODUCTION
Les propriétés d’un matériau peuvent être évaluées en soumettant des échantillons à des sollicitations similaires à celles qu’ils subiront en situation réelle. Les essais mécaniques sont les plus significatifs pour comprendre le comportement d’un matériau dans différentes situations de contraintes, comme la traction, la dureté, la fatigue et la résilience. Pour chacun de ces essais, il existe des dimensions normalisées pour l’échantillon, ainsi que des mesures spécifiques pour déterminer les caractéristiques du matériau. L’essai de traction est particulièrement important car il permet de mesurer la résistance à l’extension d’un matériau jusqu’à sa rupture. L’essai de dureté consiste quant à lui à déformer le matériau en l’endommageant avec un matériau plus dur, la forme et la charge dépendant de la méthode d’essai utilisée. La taille de l’empreinte laissée dans le matériau est ensuite analysée pour déterminer sa résistance.
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2. Essai de traction
2.1 Le plus important des essais
L’essai de traction est considéré comme l’un des plus importants des essais mécaniques. Cet essai permet de déterminer les caractéristiques mécaniques d’un matériau sous différentes sollicitations simples auxquelles peut être soumise une pièce mécanique. Pour cela, une éprouvette est soumise à un effort d’extension progressif jusqu’à la rupture. Les charges et les allongements correspondants sont enregistrés sur une machine et donnent lieu à un diagramme appelé courbe de traction. Cette courbe permet notamment de déterminer la limite d’élasticité, la résistance à la traction, le module de Young et l’allongement à la rupture du matériau testé.
HAUT DE PAGE2.2 Principe de l’essai
L’éprouvette, de section circulaire, carrée ou rectangulaire, est soumise à deux forces égales et opposées appliquées suivant son axe (figure 1).
Sous l’action de ces forces qui croissent progressivement, l’éprouvette s’allonge jusqu’à rupture en vue de déterminer une ou plusieurs caractéristiques mécaniques du matériau étudié.
Bien entendu, cet essai doit se rapprocher le plus possible de la réalité et fait l’objet d’une norme avec une exécution bien spécifique, à savoir : température 20 °C, vitesse d’accroissement des efforts, rectification des éprouvettes, etc.
Rien n’empêche de pratiquer d’autres types d’essais mais ceux-ci devront faire l’objet d’un rapport spécifique.
2.3 Éprouvettes normalisées
Elles comportent une partie calibrée soigneusement polie. Cette zone centrale est raccordée aux extrémités par des congés de rayon R.
Les têtes d’amarrage, non normalisées, sont adaptées aux mâchoires de la machine de traction.
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Essai de traction
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GERMAIN (L.), GODET (S.), MAZILLE (H.) - Les aciers : propriétés, mise en œuvre et traitement thermique. - Dunod (2007).
-
(2) - LEFEBVRE (J.P.), LECOMTE-BECKERS (J.) - Matériaux de construction : propriétés, mise en œuvre et durabilité. Presses polytechniques et universitaires romandes - (2015).
-
(3) - KLEBER (X.), MARCINIAK (M.) - Traité des matériaux : mécanique des matériaux, matériaux métalliques. Hermès Science Publications - (2010).
-
(4) - DAVENPORT (A.J.), BAINBRIDGE (W.S.) - Introduction to the Physical Metallurgy of Welding. - Butterworth-Heinemann (1994).
ANNEXES
NF EN 1090 qui définit les exigences pour la fabrication, l’inspection et la labellisation des produits en acier et en aluminium utilisés dans la construction.
NF EN ISO 6892-1 qui décrit la méthode pour les essais de traction sur les métaux.
NF EN ISO 6506-1 qui décrit la méthode d’essai de dureté Brinell pour les matériaux métalliques.
NF EN ISO 6507-1 qui décrit la méthode d’essai de dureté Vickers pour les matériaux métalliques.
NF EN ISO 6892-2 qui décrit la méthode pour les essais de traction sur les matériaux à température ambiante.
NF EN ISO 6508-1 qui décrit la méthode d’essai de dureté Rockwell pour les matériaux métalliques.
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