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Résistance à la traction

Qu’indique la résistance à la traction?

La résistance à la traction Rm (également appelée résistance à la rupture) est une caractéristique matériau pour l'évaluation du comportement de résistance. La résistance à la traction (tensile strength) est la contrainte de traction mécanique maximale avec laquelle une éprouvette peut être chargée. Lorsque la résistance à la traction est dépassée, le matériau défaille: L'absorption des forces diminue jusqu'à ce que l'échantillon de matériau se déchire. Le matériau se déforme cependant plastiquement, de manière permanente avant même que la résistance à la traction n’ait été approchée.

La résistance à la traction Rm est déterminée à l’aide de l’essai de traction (conformément à la norme ISO 6892 (pour matériaux métalliques) ou conformément à la norme ISO 527 (pour plastiques et composites)). 
Elle se calcule à partir de la force de traction maximale approchée Fm et de la surface de section transverse de l’éprouvette en début d’essai de traction:
Résistance à la traction Rm = Force de traction maximale Fm / Surface de section transverse de l’éprouvette S0

La résistance à la traction est indiquée en MPa (Megapascal) ou N/mm². 

Sur le diagramme de contrainte-déformation (ou courbe de contrainte-déformation), la contrainte de traction de l'éprouvette est représentée pour sa déformation relative la contrainte lors de l'essai de traction.

Les différentes grandeurs caractéristiques du matériau à tester pourront être déterminées à partir de cette courbe, par exemple, le comportement élastique ou la résistance à la traction. Dans le diagramme contrainte-déformation, la résistance à la traction est la valeur de contrainte maximale approchée en essai de traction après que la contrainte de traction ait de nouveau augmenté.

Résistance à la traction sur différents matériaux

Sur l'image de droite, le diagramme de contrainte-déformation montre différents exemples de courbes de matériau et leur résistance à la traction Rm.

La résistance à la traction à différents niveaux de durcissement du matériau

Pour les matériaux métalliques présentant une llimite d’élasticité prononcée, la force de traction maximale est définie comme la force la plus élevée approchée après la limite d’élasticité supérieure. Dans le cas de matériaux faiblement renforcés, la force de traction maximale après dépassement de la limite d'élasticité peut également être inférieure à la limite d'élasticité - ce qui signifie alors la résistance à la traction est inférieure à la valeur pour la limite d'élasticité supérieure.

Sur la figure de droite, le diagramme de contrainte-déformation présente une courbe avec écrouissage élevé (1) et écrouissage faible (2) après la limite d'élasticité.

Pour les plastiques présentant une limite d'élasticité et une chute de contrainte ultérieure, la résistance à la traction correspond en revanche à la résistance à la traction de la contrainte à la limite d’élasticité.

Autres valeurs caractéristiques pour l’évaluation des propriétés de résistance

Pour l'évaluation des propriétés de résistance, les normes spécifient la détermination des limites d'élasticité, de la résistance à la traction ou résistance à la rupture ou encore au déchirement.

La limite d’élasticité est principalement utilisée pour désigner la contrainte au moment de la transition de la déformation élastique à la déformation plastique. C'est le terme générique pour la limite élastique, la limite d'élasticité supérieure et inférieure (essai de traction), la limite d'écrasement (essai de compression), la limite de flexion (essai de flexion) ou la limite de torsion (essai de torsion).

Les limites d’élasticité , en revanche, sont des contraintes qui présentent un allongement défini, permanent ou total. Elles sont utilisées dans le cadre des essais sur matériaux métalliques pour marquer la transition continue de la plage élastique à la plage plastique.

La notion de limite de fluage est courante en rhéologie et décrit la valeur de contrainte à partir de laquelle le matériau commence à fluer (dans le cas des plastiques, notamment). Les déformations subies au-delà de la limite d'élasticité restent permanentes, ce sont des déformations plastiques.

Après approche de la force maximale Fm, la force et donc la contrainte de traction nominale diminue (sur de nombreux matériaux) avec l'augmentation de la déformation jusqu'à fissuration de l’éprouvette. La force à la rupture se référant à la section initiale est également appelée résistance à la rupture ou au déchirement. C’est une grandeur caractéristique particulièrement importante pour les plastiques. Sur les matériaux métalliques fragiles, les élastomères ou plastiques rigides sans limite d'élasticité, la résistance à la traction correspond fréquemment à la résistance au déchirement.

Exemples de valeurs pour la résistance à la traction des matériaux métalliques

Nom du matériau N° de matériau  ancienne désign.  Rm Rp0,2
S235JR  1,0037 St37-2 360  235
S275JR  1,0044 St44-2 430 275
S355J2G3  1,0570 St52-3N 510  355
C22E  1,1151 Ck22  500  340
28Mn6  1,1170 28Mn6  800  590
C60E  1,1221   850  580
X20Cr13  1,4021   750  550
X17CrNi16-2 1,4057   750  550
X5CrNi18-10 1,4301 V2A  520  210
X2CrNiMo17-12-2 1,4404 V4A  520  220
X2CrNiMoN17-13-3 1,4429   580  295
30CrNiMo8  1,6580   1250  1050
34CrMo4  1,7220 34CrMo4  1000  800
42CrMo4  1,7225   1100  900
S420N  1,8902 StE420 520  420

Informations supplémentaires sur l’essai de traction

Limite d’élasticité

La limite d'élasticité est déterminée dans l'essai de traction telle une contrainte jusqu'à laquelle aucune déformation plastique permanente ne se produit dans un matériau.
vers Limite d’élasticité

Essai de traction

L'essai de traction sert à caractériser la résistance et le comportement en déformation sous contrainte de traction.
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Essai de traction ISO 6892-1

Description de l’essai de traction sur matériaux métalliques ISO 6892 et ASTM E8.
vers Essai de traction ISO 6892-1

Essai de traction

ISO 527-1, ISO 527-2, ASTM D 638
Essai de traction sur thermodurcissables: ISO 527-1/-2 et/ou ASTM D 638: Contrainte de traction, allongement, module de traction, point d'élasticité, point de rupture, Coefficient de Poisson. Découvrez notre gamme de produits dédiés à l’essai
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Machine d’essai pour la détermination de la résistance à la traction

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