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ASTM E23: Essai de choc entaillé sur métal, Charpy & Izod

La norme ASTM E23 décrit l’essai de choc entaillé selon Charpy et Izod. Pour ce faire, une éprouvette métallique entaillée est percutée à l’aide d’un marteau pendule. L’ASTM E23 décrit les exigences relatives aux éprouvettes, à la réalisation de l'essai, au procès-verbal de résultats et aux machines d’essais, c’est à dire les moutons pendules, aussi bien à température ambiante, qu’à basses températures ou à hautes températures.

Vous trouverez également une autre description de l’essai de choc entaillé dans la norme ISO 148-1.

Objectif de l’essai de flexion choc entaillé selon ASTM E23

L’objectif de l’essai de choc entaillé selon ASTM E23 est la détermination de l’énergie de choc et la détermination de la résilience au choc d’une éprouvette prélevée dans un matériau métallique. Cette méthode d’essai permet de déterminer si le matériau métallique est ductile ou fragile. Lors de l'essai de flexion choc entaillé, une force avec charge élevée est appliquée en une seule fois sur l'éprouvette métallique, ce qui entraîne des contraintes multiaxiales. Les essais sont réalisés à hautes ou basses températures. L'objectif de l'essai est de prédire avec précision la probabilité de rupture fragile.

Essai de flexion par choc sur matériaux métalliques selon Charpy

Lors de l’essai de choc entaillé selon Charpy, l’éprouvette métallique est centrée entre les supports du mouton pendule. L'entaille se trouve exactement à l'opposé du point sur lequel le marteau pendule vient frapper l’éprouvette. Cet essai de choc détermine l’énergie de choc consommée.

Essai de flexion par choc sur matériaux métalliques selon Izod

Lors de l'essai de choc entaillé selon Izod, l'éprouvette métallique est serrée verticalement dans le mouton pendule. L'entaille se trouve précisément à hauteur du serrage, face au point d'impact du marteau pendule. L’extrémité libre est frappée par le marteau pendule. La norme recommande de réaliser les essais de choc entaillé selon Izod à température ambiante exclusivement, car le serrage de l'éprouvette fait souvent partie intégrante du mouton pendule et ne peut en conséquence être tempéré.

Le choix de la méthode d'essai (Charpy ou Izod) est généralement dicté par les normes produit ou par les clients qui passent commande.

Dimensions éprouvette Essais Charpy sur matériaux métalliques

La norme ASTM E23 définit les dimensions des éprouvettes standard pour essais Charpy, qui, dans la plupart des cas, sont utilisées pour les essais de choc entaillé.

Dimensions de l’éprouvette avec entaille en V (Charpy) selon ASTM E23

  • Longueur: 55 mm
  • Largeur: 8 mm
  • Épaisseur: 10 mm
  • L'entaille en V se trouve au centre de l'éprouvette et présente un angle d'ouverture de 45°

Dimensions de l’éprouvette avec entaille en U (Charpy) selon ASTM E23

  • Longueur: 55 mm
  • Largeur: 5 mm
  • Épaisseur: 10 mm
  • L'entaille en U se trouve au centre de l'éprouvette et présente un rayon de 1 mm

Dimensions de l’éprouvette avec entaille en trou de serrure (Charpy) selon ASTM E23

Les éprouvettes avec entailles en trou de serrure sont peu fréquentes et sont assimilées à celles avec entaille en U. La différence réside dans la largeur de l'entaille, qui est de 1,6 mm ou moins.

  • Longueur: 55 mm
  • Largeur:
  • Épaisseur: 10 mm
  • L'entaille en forme de serrure se trouve au centre de l'éprouvette et présente un rayon de 1 mm

Dimensions éprouvette Essais Izod sur matériaux métalliques

La norme ASTM E23 définit les dimensions des éprouvettes standard pour essais Izod, qui, dans la plupart des cas, sont utilisées pour les essais de choc entaillé.

Éprouvette avec entaille en V (Izod) selon ASTM E23

  • Longueur: 75 mm
  • Longueur à la tête de l’éprouvette: 28 mm
  • Largeur: 8 mm
  • Épaisseur: 10 mm
  • L'entaille en V se trouve hors du centre de l'éprouvette (à 28 mm de la tête de l'éprouvette) et présente un angle d'ouverture de 45°

Remarques sur les éprouvettes

L'ASTM E23 attire, en outre, l'attention de l’utilisateur sur ces formes d'éprouvettes qui peuvent ne pas convenir aux matériaux de fonderie.

Pour les matériaux de structure fabriqués par métallurgie des poudres, des éprouvettes sans entaille pourront être utilisées tant pour la méthode Charpy que pour la méthode Izod.

Lorsque la fabrication d'éprouvettes standard n'est pas possible, l'annexe normative traite d’autre part d'éprouvettes plus petites que les éprouvettes standard, appelées éprouvettes sous-dimensionnées. Ces dernières varient en largeur et en hauteur, mais par paliers fixes. Le rapport d'essai devra alors faire référence aux mesures actuelles, si utilisation.

Essai de choc entaillé sous température

Les essais de choc entaillé sont souvent réalisés à hautes ou basses températures. Ces températures d'essai sont choisies pour caractériser le comportement du matériau dans les limites d’utilisation en température correspondantes. Une modification des propriétés du matériau au changement de température présente également de nombreux intérêts pour les testeurs de matériaux.

Lorsque l’essai de choc entaillé est réalisé à hautes ou à basses températures d'essai, le délai entre le retrait de l'éprouvette du bain et l'impact du marteau sur l'éprouvette ne doit pas excéder 5 secondes.

Pendant le transport de l’éprouvette vers le mouton pendule, la température éprouvette ne doit de plus pas varier trop fortement. La norme recommande pour ce faire l’utilisation de pinces à température contrôlée avec centrage automatique pour la mise en place de l’éprouvette. Pour les lots d'échantillons plus importants, nous vous recommandons toutefois d'utiliser un système d'essai robotisé pour la mise à température, le transport, la mise en place et la réalisation de l’essai.

Produits adaptés à la réalisation de l’essai de choc entaillé sur matériaux métalliques selon ASTM E23

Autres tests pour les essais sur matériaux métalliques

Charpy Essai de flexion par choc sur éprouvettes entaillées Matériaux métalliques
ISO 148-1
vers Charpy Essai de flexion par choc sur éprouvettes entaillées Matériaux métalliques
Essai de traction Métaux
ASTM E8
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Essai de traction tuyau ou sections de tuyau
Des essais de traction peuvent être réalisés sur tuyaux ou sections de tuyaux.Différentes spécifications devront être respectées selon la taille du tuyau.
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