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ASTM E8 | ASTM E8M Méthode d’essai normalisée pour l’essai de traction sur matériaux métalliques

La norme ASTM E8/E8M décrit l’essai de traction mono-axial (uniaxial) sur matériaux métalliques à température ambiante et la détermination de grandeurs caractéristiques telles que la limite d'élasticité, la limite d'élasticité conventionnelle, la résistance à la traction, l’allongement à la rupture ou encore la striction de rupture.

Les grandeurs caractéristiques donnent des informations sur la résistance et la ténacité du matériau.

Différences entre la norme ASTM E8 et la norme ASTM E8M

À proprement parler, cette norme ASTM contient deux normes, de sorte que la norme ASTM E8 doit être distinguée de la norme ASTM E8M.Tandis que la norme ASTM E8 se réfère aux unités de mesure „inch“ et „pound“, la norme ASTM E8M utilise les unités SI.Cela signifie que les grandeurs caractéristiques déterminées selon un système d'unités ne sont pas exactement identiques à celles déterminées selon l'autre système d'unités.Dans la pratique, cependant, cela ne pose aucun problème car la détermination et comparaison des grandeurs caractéristiques ne s'accompagnent d'aucun changement d'unité.

À noter toutefois que la longueur de référence initiale pour la détermination des déformations dans la norme ASTM E8 en 4D, se réfère à 4 fois le diamètre de l’éprouvette cylindrique, tandis que dans la norme ASTM E8M en 5D, se réfère à 5 fois le diamètre de l’éprouvette cylindrique.En cas de confusion ou de non-respect, cela pourrait par conséquent conduire à des grandeurs caractéristiques qui ne seraient plus comparables entre elles.

La norme ASTM E8/ASTM E8M propose une description détaillée de machine d'essai et du type de mâchoires.Elle fournit des conseils sur l’utilisation des mâchoires.

Préparation des éprouvettes et forme de l’éprouvette

Grâce à une série de conseils importants pour la préparation des éprouvettes, la norme s’assure qu'aucune influence - qui pourrait affecter les résultats de l’essai de traction - n'est exercée sur le matériau lors du prélèvement ou encore lors de la fabrication des éprouvettes.

Les formes pour les éprouvettes de traction sont les plus diverses.La norme ASTM E8/ASTM E8M énumère les éprouvettes plates normalisées pour les tôles et plaques minces, pour les produits tubulaires, pour les fixations spéciales pour les éprouvettes, ainsi que les éprouvettes cylindriques normalisées pour les autres produits métalliques, et spécifie les longueurs de référence initiales correspondantes auxquelles toutes les valeurs de déformation se réfèrent.À quelques exceptions près, toutes les dimensions requises pour la fabrication des éprouvettes sont spécifiées ou les dimensions minimales sont précisées.

Vitesse d'essai

Une attention particulière est accordée à la vitesse d'essai.La norme ASTM E8/ASTM E8M définit cinq vitesses d'essai différentes.Elles sont appelées:

  • (a) taux d’allongement ou vitesse d’allongement sur l’éprouvette,
  • (b) taux de contrainte ou augmentation de contrainte sur l’éprouvette,
  • (c) vitesse traverse,
  • (d) temps écoulé jusqu'à la fin d'une étape de l'essai ou de l'essai complet et
  • (e) vitesse de la traverse à vide, c'est-à-dire l'indication de vitesse sans charge sur la traverse.

Pour la détermination de ce que l'on appelle les „Yield Properties“, c'est-à-dire la limite d'élasticité, les limites d’élasticité conventionnelles et de manière plus générale toutes les grandeurs caractéristiques liées au changement de comportement (du comportement élastique au comportement plastique) du matériau, il est important de déterminer un contrôle approprié de la vitesse d'essai.Pour les matériaux métalliques, ces grandeurs caractéristiques peuvent dépendre de manière significative de la vitesse d'essai réelle, de sorte que les vitesses d'essai doivent être maintenues dans les tolérances spécifiées.La norme ASTM E8/ASTM E8M en tient compte dans trois méthodes de régulation distinctes.Elles sont désignées par méthode A, B et C.

Méthode A basée sur l’augmentation de la contrainte de traction pendant le chargement.Dans la portion élastique linéaire de l'essai de traction, c'est-à-dire au tout début de l'essai, une augmentation de la contrainte dans la gamme de 1,15 et 11,5 MPa/sec (correspondant à 10000 et 100000 psi/min) doit être atteinte.La norme ASTM E8/ASTM E8M indique clairement, cependant, que ces prescriptions et la méthode ne signifient pas que l'augmentation de la contrainte doit être maintenue constante jusqu'au comportement plastique ou que la régulation en boucle fermée de l'augmentation de la force peut être appliqué au-delà de la plage élastique linéaire.

Méthode B basée sur l’augmentation de l’allongement pendant le chargement.Pour ce faire, la machine d'essai doit maintenir la vitesse d’allongement ou le taux d’allongement constant en boucle fermée en utilisant la mesure de la déformation d'un extensomètre.Le taux d’allongement doit être réglé à 0,015 ± 0,006 in./in./min (ou mm/mm/min*)) et maintenu dans les tolérances.La norme ASTM E8/ASTM E8M fournit des conseils sur les éléments à rechercher.

Méthode C basée sur la vitesse constante de la traverse.La vitesse de la traverse doit être réglée et maintenue constante de manière à ce que la longueur calibrée initiale de l'éprouvette subisse un allongement de 0,015 ± 0,003 po/pouce/min (ou mm/mm/min*)).Cette méthode C est recommandée, lorsque le matériau ne se déforme pas en continu.

Sauf normes produits ou normes pour applications spéciales qui spécifieraient d'autres valeurs numériques, les données chiffrées des trois méthodes doivent être utilisées:

Lorsque la détermination de la limite d'élasticité et limite d'élasticité conventionnelle est terminée (ou même si elle n'est pas déterminée du tout) et qu'un allongement de l'éprouvette de plus de 5 % est attendu, la vitesse d'essai peut être augmentée à 0,05 à 0,5 in./in./min (ou mm/mm/min*).Cette entrée se réfère soit à la longueur de référence initiale de l'extensomètre utilisé pour la mesure, soit à la longueur calibrée initiale de l'éprouvette..La vitesse d'essai est donc donnée comme vitesse de déformation ou taux de déformation.

Toutes les autres grandeurs caractéristiques de l'essai de traction ASTM E8/ASTM E8M sont ensuite déterminées à cette vitesse d’essai.

*) Les valeurs déterminées dans ce cas sont des valeurs relatives et les différentes unités de longueur ne sont pas pertinentes (unités tronquées)

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