Comment réaliser un essai de résistance à la traction sur des métaux selon la norme ASTM E8/E8M
Écrit par Matthew Spiret
Ce guide est conçu pour vous présenter les éléments de base d’un essai de traction pour la norme ASTM E8/E8M et vous donnera un aperçu de l’équipement d’essai, du logiciel et des éprouvettes de traction nécessaires.
Que mesure-t-elle ?
La norme ASTM E8/E8M mesure les propriétés de traction des matériaux métalliques sous toutes leurs formes à une température ambiante comprise entre – 10 et 38 degrés Celsius (–50 et 100 degrés Fahrenheit). Bien que la norme ASTM E8/E8M mesure de nombreuses propriétés de traction différentes, celles qui suivent sont les plus fréquentes :
- Limite d’élasticité - Contrainte à laquelle un matériau subit une déformation permanente
- Étirement au point d’élasticité - La phase pendant laquelle un matériau passe du comportement élastique au comportement plastique
- Résistance à la traction - Force ou contrainte maximale qu’un matériau est capable de supporter
- Réduction de la surface - Mesure de la ductilité d’un matériau
Système d’essai des matériaux
Comme l’essai ASTM E8/E8M est réalisé sur une grande variété de métaux, les exigences en matière de force du système peuvent varier considérablement. La série 6800 d’Instron® offre des bâtis d’essai adaptés aux essais de tôles (10 kN) jusqu’aux plaques d’acier (600 kN). Le bâti de charge de la série 6800 comprend des roulements préchargés, des vis à billes de précision, une traverse et une poutre de base épaisses et des courroies d’entraînement à faible allongement. Ces caractéristiques contribuent à une meilleure performance en produisant des résultats plus précis et en minimisant l’énergie emmagasinée pendant un essai, ce qui est particulièrement important lors des tests de matériaux à haute résistance tels que les composites aérospatiaux, les alliages métalliques et les polymères cristallins.
Éprouvettes pour la traction
La norme ASTM E8/E8M prévoit de nombreux types d’éprouvettes différents et définit des géométries et des dimensions appropriées pour chacun d’entre eux. Les barres, les tubes, les feuilles, les éprouvettes avec goupilles, les éprouvettes ronds et les produits métallurgiques en poudre sont quelques-unes des nombreuses possibilités d’essai pour cette norme. Le plus souvent, l’éprouvette utilisé est un rectangle en forme d’os de chien d’une largeur de 12.5 mm (0,5 po.) et d’une longueur de jauge de 50 mm (2 po.).
Méthodes d’essai
Comme pour les normes d’essai des métaux les plus courantes, il existe trois types de contrôles d’essais : contrôle du taux de contrainte, contrôle de la vitesse de déformation et contrôle du déplacement de la traverse. Pour la norme ASTM E8/E8M, ces types de contrôles sont appelés méthodes A, B et C. La vidéo ci-dessous présente plus en détail les différences entre les différentes méthodes de contrôle.
Mors
Bien qu’il existe de nombreuses technologies de préhension différentes adaptées aux essais E8/E8M (de blocage, hydraulique, pneumatique, etc.) ; elles peuvent toutes être classées comme proportionnelles ou non proportionnelles en fonction de la manière dont elles exercent la force de serrage sur l’éprouvette.
Avec les mors proportionnels, la force exercée sur l’éprouvette est proportionnelle à la charge de tension appliquée. Lorsque la charge de traction augmente au cours d’un essai, la force de préhension sur l’éprouvette augmente également. Les mors de blocage sont une option populaire pour la préhension proportionnelle et existent en versions manuelle, pneumatique et hydraulique pour répondre à une large plage d’utilisation pour les essais. La forme de la mor de blocage lui permet d’exercer une pression proportionnelle : lorsque la force de traction est appliquée à l’éprouvette, celui-ci est tenu davantage dans la zone la plus étroite du blocage, augmentant la pression de préhension.
Avec les mors non proportionnels, la force de serrage sur l’éprouvette reste constante et indépendante de la charge de traction appliquée. C’est le cas des mors à action latérale et des mors hydrauliques de blocage résistant à l’usure, la force de serrage est générée par une source d’énergie qui n’est pas directement associée à la charge de traction de l’éprouvette. Cette source d’énergie est généralement une alimentation hydraulique sous haute pression (210 bar/3000 psi ou plus). L’un des avantages des mors non proportionnels est que la force de serrage est généralement plus réglable, ce qui offre plus de possibilités pour les différentes utilisations.
