Le véritable guide de la norme ASTM A370
Essai de traction sur les métaux
La norme ASTM A370 est l’une des normes les plus reconnues et les plus complètes pour mesurer la résistance à la traction des métaux. Elle est utilisée par de nombreuses industries telles que la construction et la fabrication automobile où la sécurité dépend de la qualité des matériaux. Outre les essais de traction, la norme décrit également les essais d’impact charpy, de pliage et de dureté de Brinell et Rockwell sur les métaux, qui sont traités plus en détail dans les normes ASTM E-23, ASTM E190, ASTM E10 et ASTM E18.
Ce guide est conçu pour vous présenter les éléments de base d’un essai de traction pour la norme ASTM A370 et vous donnera un aperçu de l’équipement d’essai, du logiciel et des échantillons nécessaires.
Différences entre ASTM A370 et ASTM E8
La norme en brefMatériaux
- Métaux
Types d’essai
- Traction
Norme
- ASTM A370
La norme ASTM A370 a les mêmes équipements et méthodes d’essai qu’une autre norme importante pour les essais des métaux, l’ASTM E8. La norme A370 diffère de l’E8, car elle définit plus précisément les caractéristiques des échantillons d’aciers spécifiques pour plusieurs types de produits différents. Ces produits concernent l’essai des barres, des tubes, des fixations et des fils ronds, et sont inclus dans les annexes de l’ASTM A370 avec quelques indications procédurales. Il est important de remarquer que, bien que les sections annexées soient complémentaires à la section générale de la norme, la norme du produit prévaut souvent en cas de conflit.
Que mesure-t-elle ?
Bien que la norme ASTM A370 fasse référence à différents types d’essais, l’essai de traction est le plus approfondi. Voici les propriétés les plus couramment mesurées :
- Module d’élasticité– Mesure de la résistance d’un matériau à la déformation élastique
- Limite d’élasticité - Contrainte à laquelle un matériau subit une déformation permanente
- 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
- Allongement total– - Mesure du pourcentage d’augmentation de la longueur après rupture
Système d’essai des matériaux
Comme l’essai ASTM A370 est réalisé sur une grande variété de produits en acier et sur des échantillons à la géométrie variable, les exigences en matière de force du système peuvent varier considérablement. La série Industrial d’Instron propose des bâtis d’essai adaptés aux essais sur aciers ronds inoxydables usinés (300 kN) jusqu’aux produits tubulaires à paroi épaisse (2000 kN). Les bâtis de charge de la série Industrial sont équipés de vis à billes, de colonnes à haute rigidité et permettent la mesure de la charge par jauge de contrainte et une élimination du jeu pour une meilleure durabilité. 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 essais de matériaux à haute résistance tels que les ressorts et les fixations de grande taille.
Échantillons pour la traction
La géométrie des échantillons ASTM A370 peut être ronde, plate ou manufacturée. La norme définit les dimensions de nombreux types d’échantillons courants, notamment les barres, les tubes, les fixations, les fils et les échantillons ronds.

Méthodes d’essai
Comme pour les normes d’essai des métaux les plus courants, la norme ASTM A370 décrit trois types de contrôles d’essai : 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. Dans la norme ASTM A370, le contrôle des essais de traction renvoie aux méthodes de la norme ASTM E8/E8M avec l’ajout de certains calculs spécifiques aux différents matériaux et applications de la norme ASTM A370. Les fabricants effectuent généralement des essais en utilisant le déplacement de la traverse pendant toute la durée de l’essai, ou s’appuient sur le contrôle du taux de contrainte par le calcul du module élastique, puis passent au contrôle du déplacement de la traverse pour le reste de l’essai. La vidéo ci-dessous présente la méthode de contrôle du taux de contrainte de manière plus détaillée.
Mâchoires et extensomètres
Bien qu’il existe de nombreuses technologies de préhension différentes adaptées aux essais de matériaux ronds et plats, les mâchoires hydrauliques de blocage ou à action latérale sont des options populaires et polyvalentes, bien que certains des matériaux de la norme ASTM A370 (tubes et fixations, par exemple) requièrent des solutions plus spécifiques.
Annexe 1 - Barre
Cette annexe traite des dimensions d’échantillon et des exigences en matière de longueur de référence d’extensomètre pour les barres laminées à chaud et finies à froid pour les échantillons de forme plate, ronde, carrée, hexagonale et octogonale. Des mâchoires de blocage proportionnels sont généralement recommandés pour tester le matériau des barres. Toutefois, en raison de leur résistance à la traction extrêmement élevée, certaines barres (en particulier le type utilisé pour fabriquer des ressorts) peuvent endommager sérieusement les faces des mâchoires d’une pince de blocage standard lorsqu’elles glissent pendant un essai de traction. Dans ces cas, nous recommandons une pince non proportionnelle à action latérale afin de maintenir le matériau plus fermement pendant l’essai et lors de la rupture de l’échantillon.
Tous les échantillons en barres laminées à chaud nécessitent un instrument de 8 Po de longueur de jauge pour la mesure de la déformation, car ils sont pleins et non usinés. Les options appropriées pour l’extensométrie sont soit un AUTOX750 d’Instron avec une longueur de jauge réglable, soit un appareil manuel à pince avec une longueur de référence dédiée de 8 Po comme les E-series W-6280-8 et W-6280-200 d’Instron. Les matériaux laminés à chaud ne peuvent malheureusement pas être testés avec un extensomètre sans contact tel que le AVE2 d’Instron, car les débris de copeaux pendant l’essai feront effacer les marques de référence de l’échantillon ou feront perdre à l’instrument l’emplacement des marques de référence.
La section des échantillons de matériaux finis à froid est réduite par l’usinage, et, en tant que tels, ils nécessitent un extensomètre approprié de 2 Po de longueur de jauge comme l’AUTOX750, l’AVE2, ou un dispositif manuel à pince. L’extensométrie de classe B2 convient pour un rendement décentré de 0,2 %, mais un appareil de classe B1 est recommandé si un calcul pour un rendement en pourcentage inférieur est nécessaire.
L’annexe 1 traite également des exigences relatives aux essais de pliage pour les barres laminées à chaud et les barres finies à froid. Les essais sont réalisés sur des matériaux pleins lorsque les dimensions du matériau le permettent et l’annexe précise les dimensions des échantillons usinés si cela est nécessaire. Les essais de pliage sont réalisés dans le but d’inspecter visuellement le matériau pour détecter les fissures de surface et nécessitent les appareils d’essai de pliage W-6810 et W-6812 d’Instron.

| Configuration de l’essai sur barre selon la norme A370 | |
|---|---|
Instron 600DX |
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Faces des mâchoires W-5197 |
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Extensomètre automatique AUTOX750 |
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Annexe 2 - Tubes et tuyaux
Lorsque l’on teste des produits tubulaires tels que des tubes pleins ou des échantillons en forme d’os coupée dans un tube ou un tuyau, un mâchoire de blocage proportionnel est une solution adéquate et économique. Si l’aplatissement de l’extrémité des échantillons en forme d’os n’est pas souhaité, nous recommandons l’utilisation d’un jeu de pince-étaux, qui sont particulièrement utiles pour tester les échantillons à parois épaisses avec une résistance à la traction élevée, car ils éliminent le glissement et augmentent la précision de la déformation au début de l’essai.
Les solutions de mesure de la contrainte pour les tuyaux et les tubes peuvent être soit des extensomètres automatiques à contact comme le AUTOX750 ou un dispositif manuel à pince comme celui de la série W-6280 d’Instron. Pour tester des produits tubulaires plein, l’AUTOX750 peut accepter un diamètre maximum d’échantillon de 100 mm avec une longueur de jauge de 2 Po. L’extensométrie de classe B2 convient pour un rendement décentré de 0,2 %, mais un appareil de classe B1 est recommandé si un calcul pour un rendement en pourcentage inférieur est nécessaire.
L’annexe 2 décrit également plusieurs essais de compression permettant de prouver la ductilité de certains produits tubulaires, notamment les essais d’aplatissement, d’aplatissement inversé, d’écrasement, de bridage, d’évasement, de pliage et de pliage guidé par la traverse. Les enclumes et matrices de compression de base peuvent facilement convenir à la plupart de ces essais, à l’exception de l’essai de pliage guidé, pour lequel Instron propose le dispositif W-6810
Annexe 3 - Fixations
Les essais sur les fixations nécessitent des accessoires de préhension spécialisés qui maintiennent la tête de la fixation et concentrent la contrainte de traction sur la partie filetée de l’échantillon. Ces accessoires sont composés de porte-boulons, de rondelles de différents diamètres, de cales et de filetages conçus pour s’adapter à chaque taille spécifique de fixation. Dans le cas où une fixation est trop grande pour être testée sur un système d’essai donné, il est permis d’usiner un échantillon traditionnel de 0,505 Po avec une longueur de jauge standard de 2 Po pour les essais. En plus des essais axiaux, deux types d’essais de cisaillement (double et simple) sont également importants et exigés par les normes ASTM F-606 et MIL-STD 1312, comme les essais de résistance des écrous avec un mandrin.
L’extensométrie n’est généralement pas nécessaire pour tester les fixations, mais elle peut être utile pour déterminer si le matériau présente une déformation. Un choix approprié est le W-E439 d’Instron.

| Installation des fixations pour l’essai A370 | |
|---|---|
Instron 300 LX |
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Support de boulon W-5155-B |
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Annexe 4 - Fil rond
L’annexe 4 se concentre principalement sur deux types de préhension pour les produits en fil rond : une préhension secondaire de blocage et une préhension à came. Ces deux solutions sont considérées comme adéquates pour tester des fils de faible capacité également malléables par nature. La longueur de jauge pour tester les échantillons de fil rond et plein est de 10 Po. La rupture des mâchoires peut être un problème courant lors de l’essai de ce type d’échantillon, car lorsque la rupture de l’échantillon se produit près des mâchoires, les résultats de l’essai ne sont pas considérés comme devant être rapportés. Pour cette raison, l’alignement des pinces est important. Si la mesure de la déformation est nécessaire, un dispositif à pince de 10 Po” de longueur de jauge est approprié, tout comme une solution automatique comme l’AUTOX750.
| Solution fil rond A370 | |
|---|---|
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2714-107 Pince pneumatique pour corde |
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Annexe A5 - Impact Charpy
L’essai d’impact Charpy utilisé pour calculer l’énergie totale absorbée est discuté en détail dans la section générale de la norme A370 ainsi que dans l’annexe A5. Il s’agit d’un essai obligatoire pour la production de la plupart des aciers décrits dans la norme. Les dimensions des échantillons sont bien définies et des exemples illustrés sur les différents types de rupture sont inclus. Pour plus de détails, la norme ASTM A370 fait référence à la norme d’impact Charpy ASTM E-23. Instron propose des solutions adaptées de 300 joules à 900 joules comme le système MPX avec le logiciel Bluehill Impact .
Former AnnexesIn the most recent update to ASTM A370, annex A7 (multi-wire strand) and annex A9 (steel reinforcing bar) have been moved to their respective product standards ASTM A1061/A1061M and ASTM A615. Due to their lengthy inclusion in past versions of ASTM A370, we will still touch on those applications within this guide.
Wire Strand - Formerly Annex A7
7 wire strand is normally used in the production of pre-stressed concrete. It is difficult to test stranded wire without the right equipment, and although a proportional wedge grip is acceptable, a non-proportional side-acting grip is a much better choice for both consistency and results. Per the ASTM A1061/A1061M standard, specimen lengths are 48 inches and require a 24” gauge length strain device for proper measurement of change in length.
Reinforcing Bar - Formerly Annex A9
Reinforcing bar, or “rebar” is another material where specimens do not include a reduced section and thus requires an 8”/200mm gauge length extensometer. A proportional wedge grip is appropriate for this test. In North America the sizing convention is based upon # 8 rebar being a nominal 1”, or 8/8 ths. The largest diameter material included in the product standard within recent years is # 20 thread bar which also includes a tensile strength of 100 ksi. Testing of the largest product yields peak test loads of 720,000 lbs. An additional test under the AC133 standard is a rebar coupling test that runs in a through zero cyclic manner using a dual side-acting, or single side-acting non proportional grip.
Calculs et résultats
Tous les calculs nécessaires aux essais ASTM A370 sont déjà préconfigurés dans Buehill Universal. Pour ceux qui préfèrent partir de zéro et construire leur propre méthode, les calculs saisis manuellement peuvent aussi être facilement configurés pour les essais selon la norme ASTM A370. Le dossier de méthodes pour les métaux fournit également des méthodes préconfigurées pour toutes les normes suivantes : ASTM E8/E8M, ASTM 615, ASTM E646, ASTM E517, ISO 6892-1, EN10002, ISO 10113 & ISO 1027.
Ce guide n’est pas considéré comme un substitut adéquat à la lecture et au respect de la norme complète.
Brochure sur les machines d’essais universelles à force élevée
Les systèmes à force élevée d’Instron comprennent des systèmes d’essais électromécaniques et hydrauliques à haute capacité pour les applications de traction et de compression. Les capacités de force vont de 100 kN à 2000 kN.
Série 6800 Systèmes d’essai universels
Les systèmes d’essais universels Instron série 6800 offrent une précision et une fiabilité inégalées. Construit sur une architecture système Operator Protect en instance de brevet avec un tout nouveau kit de régulation d’air Smart-Close et des fonctions d’atténuation des collisions, la série 6800 rend les essais de matériaux plus simples, plus intelligents et plus sûrs que jamais.
Hydraulic Side-Action Grips (DuraSync)
Instron hydraulic side-action grips are designed for high-capacity testing and maintain a constant clamping force on the specimen that acts perpendicular to the direction of testing and is independent of tensile loading.
Amarrages hydrauliques à étau 2743-401
Les amarrages hydrauliques à étau 100 kN d’Instron fournissent une solution innovante pour les essais haute capacité et offrent des performances de préhension, une facilité d’utilisation et une sécurité de l’opérateur améliorées.
Motorized Impact Testing System (MPX)
The Instron® MPX Series of motorized pendulum impact testers are preferred for metals impact testing to Charpy and Izod standards.
