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Essai de résilience Charpy de froid chaud et formé dans des Conditions de température différentes, les aciers laminés à
 

Essai de résilience Charpy de froid chaud et formé dans des Conditions de température différentes, les aciers laminés à

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La dureté d’un matériau peut être mesurée à l’aide de l’essai Charpy V-encoche, un test simple qui caractérise la robustesse du matériau ou la résistance à la cassure.

Échecs fragiles sont une des défaillances structurelles plus insidieuses, venant sans avertissement. Pour éviter cela, demandes relatives à des températures de fonctionnement très faibles, des cycles répétés de chargement, ou soudage étendu doivent nous faire des matériaux résistants. Des matériaux résistants sont beaucoup moins susceptibles d’échouer de manière fragile.

La dureté peut être mesurée à l’aide de l’essai Charpy V-encoche. Essais impliquent une éprouvette entaillée qui frappe avec un marteau oscillant de poids connu, calcul de l’énergie absorbée par l’échantillon lors de l’impact et observer la surface de rupture.

Cette vidéo illustre comment effectuer l’essai Charpy V-encoche et analyser les résultats.

Un matériau dur est celui qui est fort et ductile. Elle peut absorber plus d’énergie que les matériaux qui sont moins difficiles avant d’échouer. Ainsi que la composition chimique d’un matériau, des changements dans la situation de chargement et de traitement des matériaux peuvent causer des changements dans la dureté d’un matériau.

L’essai Charpy V-encoche sert à prédire si un matériau va se comporter de façon fragile ou ductile en service. Chaque échantillon a normalisé les dimensions avec une encoche en V conçue pour augmenter de manière significative le stress localisé. Pendant l’essai, l’échantillon est pris en charge sur la machine avec l’encoche à l’opposé de la direction du chargement. Un marteau d’une taille et un poids connu est balancé, frappant le spécimen. Le côté échancré du spécimen expériences de tension. Cela se traduit par une fissure se propageant à travers l’épaisseur de l’échantillon à l’échec.

L’énergie potentielle du marteau devient énergie cinétique qu’il balance vers le spécimen. Comme le marteau frappe le spécimen, une petite quantité d’énergie est absorbée. Changement de l’énergie potentielle peut être calculé en connaissant la hauteur du marteau avant et après avoir heurté le spécimen. L’énergie perdue par le marteau est égale à l’énergie absorbée par l’échantillon. Énergie absorbée en cas de panne indique la dureté du matériau. Cela est lié à l’aire sous la courbe contrainte-déformation, avec les matériaux les plus capables d’absorber les stress élevé et forte déformation.

Valeurs d’essai Charpy V-encoche impact sont exactes pour des conditions d’essai spécifiques mais aussi peuvent être utilisés pour prédire le comportement relatif des matériaux.

Dans la section suivante, nous mesurerons la ténacité de deux différents types d’acier à la fois hautes et basses températures à l’aide de l’essai de choc Charpy V-encoche.

ATTENTION : cette expérience implique de lourdes pièces mobiles et aux températures extrêmes. Suivez toutes les consignes de sécurité et les procédures au cours des essais. Avant le jour du test, présentent aussi des matériaux usinés aux dimensions standards pour l’essai de résilience Charpy désirées.

Pour cette démonstration, nous allons tester deux différents types d’acier, ASTM A36 et C1018. Pour préparer les échantillons, utilisez la boîte froide pour refroidir un spécimen de chaque métal à moins 40 degrés Celsius. Utiliser une plaque chauffante pour chauffer un autre spécimen de chaque métal à 200 degrés Celsius. Tenir une troisième série d’échantillons à la température ambiante.

Maintenant, préparer la machine d’essai. Tout d’abord, vérifier que le trajet du marteau est libre de toute obstruction et puis soulever le marteau jusqu'à ce qu’elle s’enclenche. Fixez le verrou afin d’éviter un rejet accidentel du marteau. Confirmer que la zone est dégagée, puis supprimer le verrou et appuyez sur le levier pour libérer le pendule. Le marteau devrait pivoter vers le bas librement avec très peu de frottement, afin que l’énergie négligeable est perdu comme il est indiqué sur le cadran. La pause permet d’arrêter la pendule afin que vous puissiez fixer à nouveau le marteau et ensuite utiliser des pinces pour centrer un spécimen sur l’enclume avec l’encoche à l’opposé du côté de l’impact.

Lorsque l’échantillon est prêt, régler la molette sur la machine à 300 pieds-livres. Confirmer une fois de plus que la zone est libre et puis relâchez le pendule. Le marteau le spécimen d’impact et comme elle effectue son mouvement vers le haut sur le côté opposé, passer le cadran pour indiquer la quantité de l’énergie absorbée de l’échantillon. Enregistrez la valeur de la jauge et ensuite utiliser la pause de la machine à arrêter le marteau de balancer. Engager la rupture invalidera la manomètre, alors ne prenez ne pas la lecture après que la pause a été appliquée.

Une fois que le pendule s’arrête, récupérer l’échantillon et déterminer le pourcentage de la zone de la surface fracturée qui a une texture fibreuse. Répétez la procédure d’essai pour les autres échantillons. Lorsque vous avez terminé le test final, laisser le chien en position basse.

Maintenant, jetez un oeil sur les résultats.

Comparer des échantillons représentatifs d’un matériau cubique face centrée de chacun des groupes de température. Ces exemples montrent peu de variation dans l’ensemble de la gamme des températures testées.

Maintenant, comparer les échantillons d’un matériau cubique corps centré de chacun des groupes de température. Les échantillons qui ont été testés à des températures élevées montrent plus de ductilité et de déformation plastique, tandis que les échantillons du groupe basse température affichent des signes de rupture fragile.

La transition vers une rupture fragile peut être vu en traçant l’énergie absorbée en fonction de la température de l’échantillon pour les nombreux tests. Pour corps centré matériaux cubiques, il est un plateau supérieur à l’énergie absorbée à des températures élevées, un plateau de faible à température réduite et une région de transition entre les deux. Matériaux cubiques face centrée n’affichent pas la même transition à température réduite.

Maintenant que vous appréciez l’essai de choc Charpy V-encoche pour son utilisation dans la prédiction de la résistance des matériaux en service, prenons regarder comment elle est appliquée pour garantir les structures sonores tous les jours.

Environnements de températures extrêmes, comme l’exploration spatiale, où la température varie sur une grande variété, ainsi que traîneau à chien, où les températures trempez bien au-dessous de zéro, nécessitent des matériaux résistants.

Une application particulièrement importante est dans la conception du pont, où les aciers sont nécessaires pour répondre aux normes de l’ASTM, incluent la basse et haute température limites Charpy.

Vous avez juste regardé introduction de Jupiter à l’essai de résilience Charpy à tester. Vous devez maintenant comprendre comment effectuer l’essai de choc Charpy sur matériaux à différentes températures, et comment ces résultats se rapportent à la dureté du matériau.

Merci de regarder !

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