Essai de résilience Charpy sur des aciers pliés à froid et laminés à chaud dans des conditions de température variées

Source : Roberto Leon, département de génie Civil et environnemental, Virginia Tech, Blacksburg, VA

Un des types plus insidieuses de pannes qui peuvent survenir dans les structures sont les ruptures fragiles, qui sont principalement dues à des matériaux de mauvaise qualité ou de choix des matériaux pauvre. Les ruptures fragiles ont tendance à survenir soudainement et sans beaucoup inélasticité matérielle ; penser à une fracture de l’OS, par exemple. Ces échecs se produisent souvent dans des situations où il y a peu de capacité de la matière à développer des contraintes de cisaillement dues aux conditions de chargement en trois dimensions, où les concentrations de déformation locale sont élevées, et où un chemin direct et logique de force n’était pas prévu par le concepteur. Exemples de ce type de défaillance ont été observés dans le séisme de Northridge de 1994 dans plusieurs étages des structures en acier. Dans ces bâtiments, un certain nombre de soudures clés fracturé sans afficher un comportement ductile. Fractures ont tendance à se produire près de connexions ou aux interfaces entre les morceaux de matériaux de base, comme le soudage tend à introduire des discontinuités locales dans, matériaux et géométrie, tant que stress tridimensionnelles de refroidissement.

Lors de la spécification des matériaux pour une structure qui verra les températures de fonctionnement très faibles (c.-à-d., le pipeline d’Alaska) nombre de cycles de chargement (un pont sur une autoroute), ou lorsque le soudage est utilisé abondamment, il est nécessaire d’avoir un simple test qui caractérise la robustesse du matériau, ou la résistance à la cassure. Dans le domaine du génie civil qui testent est l’essai Charpy V-encoche, qui est décrit dans ce laboratoire. L’essai Charpy V-encoche est destiné à fournir une mesure très simpliste de la capacité du matériau à absorber l’énergie lorsqu’ils sont soumis à une charge d’impact.

Dans cette expérience, nous testerons plusieurs spécimens de Charpy à différentes températures pour illustrer l’effet de la température sur la résistance aux chocs en acier doux.

1. Pour préparer la machine d’essai, tout d’abord assurez-vous que le trajet du marteau est libre de toute obstruction. Une fois que la voie est libre, soulever le marteau jusqu'à ce qu’elle s’enclenche et fixer la serrure pour éviter un rejet accidentel du marteau.
2. Pour préparer les échantillons, utilisez la boîte froide pour

Après que répétition de l’expérience pour mai spécimens et les valeurs de température, vous pouvez tracer la dépendance en température de l’énergie absorbée et voir clairement l’existence d’une étagère supérieure et inférieure (ou les parties planes et horizontales). Ces étagères indiquent qu’il y a clairement minima et des maxima qui est possible pour un matériau donné et le traitement. L’intérêt principal est à quantifier avec soin les températures de transition afin de minimiser le ri...

Essais, sous la forme d’essais Charpy et Izod, de choc est couramment utilisé pour mesurer la résistance des matériaux métalliques à la rupture fragile. L’essai Charpy utilise un spécimen petit faisceau avec un cran. Le faisceau est chargé par un gros marteau attaché à un pendule sans frottement. La combinaison de la vitesse de déformation de cette séquence de chargement et la présence de l’entaille en V qui crée un résultat de concentration de contraintes locales de grandes dans la propagation rapide...