Caractéristiques mécaniques

Tout va bien…

lorsque l’éprouvette et l’éprouvette de résilience se rompent au bon moment sous l’effet d’une énergie appropriée. En effet, les matériaux en fonte sont toujours normalisés en fonction de leurs caractéristiques mécaniques. Dans le cas de la fonte grise relativement cassante, la résistance à la traction (pour une épaisseur de paroi définie) est même la seule spécification normative, outre la structure lamellaire. Dans le cas de la fonte sphéroïdale et de l’ADI en tant que fonte ductile, l’allongement est indispensable en plus du graphite globulaire (GGG) ; et pour certaines nuances, l’énergie de choc est également requise.

Les matériaux SiMo et Ni-Resist, résistants aux températures élevées et en partie résistants aux produits chimiques, doivent être considérés différemment. Leur composition chimique est sélectionnée spécifiquement pour l’application prévue. Pour chaque alliage défini, la norme indique alors des caractéristiques mécaniques. Cependant, pour choisir entre D2 et D5, par exemple, c’est la résistance à la température (et aux changements de température) des deux matériaux qui est déterminante, et non la résistance à la traction, l’allongement ou la résilience. Pour déterminer les caractéristiques mécaniques des matériaux mentionnées ci-dessus, il existe des essais normalisés, dont les plus importants sont brièvement décrits ci-dessous.

Trois méthodes d’essai normalisées selon la norme DIN EN ISO

L’essai de traction

DIN EN ISO 6892-1

L’essai de traction (DIN EN ISO 6892-1) est la méthode d’essai mécanique la plus importante. À température constante (généralement la température ambiante), les caractéristiques sont déterminées sous une charge uniaxiale. Pour ce faire, une barre d’essai lisse et non entaillée est serrée dans une machine d’essai de traction et étirée dans le sens de l’axe de la barre à une vitesse de déformation constante et faible jusqu’à la rupture. La machine d’essai de traction enregistre en continu la relation entre la force de traction F et l’allongement ΔL de l’éprouvette. En rapportant la force de traction à la section transversale de l’éprouvette et l’allongement à la longueur de l’éprouvette ( ), on obtient le diagramme contrainte-déformation pour le matériau correspondant et donc la limite d’élasticité, la résistance à la traction et l’allongement à la rupture. L’essai de traction fait partie des méthodes d’essai quasi statiques et destructives.

L’essai de flexion par choc

DIN EN ISO 148

Bien que 100 ans se soient écoulés depuis l’introduction de l’essai Charpy, la détermination de la résistance au choc selon Charpy reste l’une des méthodes les plus répandues dans la pratique industrielle. L’essai de flexion par choc selon Charpy est normalisé selon la norme DIN EN ISO 148 et sert à évaluer la ténacité des matériaux métalliques soumis à des contraintes brusques à l’aide d’éprouvettes entaillées de dimensions définies dans un pendule. L’énergie de rupture nécessaire à la destruction des éprouvettes est déterminée à l’aide du marteau pendulaire. La force motrice est ici la force de gravité. Le principe de mesure d’un marteau pendulaire repose sur la détermination de la différence entre l’angle de chute et l’angle de montée, qui est déterminée par la perte d’énergie du marteau pendulaire due à l’énergie de rupture sur l’éprouvette.

Essai de dureté selon Brinell

DIN EN ISO 6506

Outre ces deux essais principaux, certaines nuances de fonte grise doivent également répondre à des valeurs de dureté spécifiques (en fonction de l’épaisseur de la paroi), qui sont généralement mesurées lors de l’essai de dureté selon Brinell, qui définit la dureté comme la résistance mécanique qu’un corps oppose à la pénétration d’un autre corps (cf. DIN EN ISO 6506). Lors de l’essai Brinell, une bille en carbure est enfoncée avec une force d’essai F définie dans la surface de la pièce à tester. Les billes utilisées ont un diamètre de 10 mm, 5 mm, 2,5 mm et 1 mm. En raison de la structure non homogène de la fonte, il est nécessaire d’utiliser des billes de diamètre aussi grand que possible.