Test d'impact Charpy : définition, historique, importance, comment calculer et procédures
Qu’est-ce que le test d’impact Charpy ?
Le test d'impact Charpy est une forme de test utilisé pour déterminer la ténacité des métaux. Le test est effectué en frappant un échantillon de métal avec un outil d'impact, tel qu'un marteau ou un pendule, et en mesurant la quantité d'énergie nécessaire pour fracturer le matériau. Le test est souvent utilisé pour évaluer la résistance à la traction et la ductilité des métaux, ainsi que la résistance à la rupture fragile.
Dans ce test, un échantillon de métal entaillé est soumis à une force d'impact par un pendule oscillant. Le pendule est relâché d'une certaine hauteur et son énergie d'impact est mesurée lorsqu'il brise l'échantillon. L'énergie nécessaire pour briser le matériau est l'énergie d'impact Charpy et est généralement exprimée en joules (J). Plus l’énergie d’impact est élevée, plus le matériau est ductile et résistant.
Histoire de l'essai d'impact Charpy
Le test d'impact Charpy a été développé au début des années 1900 par le français Georges Charpy. Charpy étudiait la ténacité de l'acier et du fer et s'est rendu compte que l'essai d'impact pouvait être utilisé pour mesurer l'énergie nécessaire pour fracturer le matériau. Il a développé le premier test d'impact Charpy standardisé en 1911.
Depuis lors, l’essai de choc Charpy est devenu l’un des tests les plus utilisés pour évaluer la ténacité des matériaux. Il est utilisé dans diverses industries, notamment l’automobile, l’aérospatiale et la construction, pour le contrôle qualité et l’analyse des défaillances.
Importance du test d’impact Charpy
Le test d'impact Charpy est un outil important pour évaluer la capacité d'un matériau à résister à une rupture fragile. Il est particulièrement utile pour tester les métaux sensibles à la rupture fragile, tels que les aciers à faible teneur en carbone et les fontes. En mesurant l'énergie nécessaire pour fracturer le matériau, les ingénieurs peuvent déterminer si le matériau possède une ductilité et une ténacité suffisantes pour résister aux charges dynamiques et aux vibrations.
Le test d'impact Charpy est également utile pour déterminer la sensibilité aux encoches d'un matériau. Il permet aux ingénieurs de déterminer l'effet que la présence d'une entaille aura sur la ténacité du matériau. Cela peut être utile à des fins de conception, car cela peut aider les ingénieurs à développer des matériaux moins susceptibles à la rupture fragile.
Comment calculer les résultats du test d'impact Charpy
Les résultats du test d'impact Charpy sont calculés en mesurant l'énergie d'impact du pendule lorsqu'il fracture l'échantillon de test. L'énergie d'impact est généralement exprimée en joules (J). D’une manière générale, plus l’énergie d’impact est élevée, plus le matériau est ductile et résistant.
En plus de l'énergie d'impact, les résultats du test d'impact Charpy incluront également le pourcentage d'allongement et le pourcentage de réduction de surface. Ces valeurs fournissent des informations supplémentaires sur la ductilité et la ténacité du matériau.
Procédures d'essai d'impact Charpy
La procédure du test d'impact Charpy est relativement simple et directe. Les étapes suivantes décrivent la procédure générale pour effectuer le test :
- Sélectionnez un échantillon de matériau et coupez-le à la taille souhaitée.
- Entailler l'échantillon selon la procédure de test standard.
- Montez l’échantillon dans l’appareil de test.
- Ajustez le pendule à la hauteur souhaitée.
- Relâchez le pendule et mesurez l'énergie d'impact lorsqu'il brise l'échantillon.
- Calculez l’allongement et la réduction de la surface de l’échantillon.
- Comparez les résultats aux valeurs attendues pour le matériau.
Le test d'impact Charpy est un moyen simple et efficace d'évaluer la ténacité des matériaux. En mesurant l'énergie d'impact nécessaire pour briser l'échantillon, les ingénieurs peuvent déterminer la flexibilité, la ténacité et la susceptibilité à la rupture fragile du matériau.