Qu'est-ce qu'un essai de fluage ?

Un essai de fluage, parfois appelé essai de relaxation de contrainte, est utilisé pour déterminer l'importance de la déformation qu'un matériau subit au fil du temps sous une charge de traction ou de compression continue à température constante. Les essais de fluage sont essentiels pour les matériaux qui doivent résister à certaines températures de fonctionnement sous charge. Pour les matériaux tels que les métaux ou les alliages, leurs propriétés matérielles changent considérablement à des températures plus élevées ou plus basses. En examinant les résultats d'un essai de fluage, les ingénieurs peuvent déterminer la déformation prévue d'un matériau et éviter toute défaillance lors de la conception de nouveaux systèmes pour différentes conditions environnementales. Les essais de fluage sont couramment effectués sur les composants et matériaux suivants :

• Travail des métaux
• Ressorts
• Joints soudés
• Matériaux haute température

Comment effectuer un essai de fluage ?

Pour déterminer les propriétés de fluage, un matériau est soumis à une charge de traction ou de compression constante prolongée à température élevée constante. Pendant l'essai, la déformation du matériau est enregistrée à intervalles de temps spécifiques et les données globales sont tracées sur un diagramme fluage/temps. La pente en tout point de cette courbe est appelée vitesse de fluage, dont les unités sont exprimées en termes de in/in/hr ou pourcentage (%) d'allongement/hr. Le maintien d'une température constante pendant un essai de fluage est essentiel en raison de la dilatation ou du retrait thermique possible du matériau.

Trois étapes de l'essai de fluage

Les échantillons passent par trois étapes différentes au cours d’un essai de fluage. La première étape est le fluage primaire, où la vitesse de fluage commence par augmenter rapidement, puis ralentit et diminue. La deuxième étape est celle où la vitesse de fluage reste relativement uniforme. Au cours de la troisième étape, lorsque l’on s’attend à ce que l’échantillon atteigne son point de rupture, la vitesse de fluage est beaucoup plus importante qu’à la deuxième étape, ce qui aboutit à la défaillance de l’échantillon. En cas de défaillance, le temps de rupture est enregistré. Si un échantillon ne se fracture pas pendant la période d’essai de fluage, la récupération de fluage peut être mesurée.

Les normes ASTM E139, ASTM D2290, ASTM D2291 et ASTM D2294 sont quelques exemples de normes qui exigent des essais de fluage. Pour plus de détails sur les procédures d'essai, veuillez vous référer à ces normes.

Comment déterminer la relaxation de contrainte ?

Pour déterminer la relaxation de contrainte d'un matériau, l'échantillon est déformé d'une quantité donnée et la diminution de la contrainte est enregistrée sur une période d'exposition prolongée à température élevée constante. La vitesse de relaxation de contrainte est la pente de la courbe en tout point.