Les essais de résilience (Charpy)

  •  
  •  
  •  

Sommaire pour la partie suivante du Chapitre 1 de l’ouvrage de Jean Maton “Technologie du soudage

Cette partie traite des essais mécaniques et dans cette troisième partie de l’essai de résilience (CHARPY). Si vous souhaitez voir la partie précédente qui traite des essais de dureté
ou même le suivant qui parle de l’essai Shore
1.3 ESSAIS MECANIQUES

  • 1.3.1 Essai de traction
  • 1.3.2 Essais de dureté ( Hardness test )
  • 1.3.3 Essai de résilience Charpy ( Ingénieur français 1864 – 1945 )
  • 1.3.4 Essai de dureté “Shore”
  • 1.3.5 Essais de pliage

a) But de cet essai :

L’essai consiste à déterminer la résistance aux chocs des métaux, ou résilience KCU ou KCV. Il s’agit, dans cet essai, de rompre au moyen d’un mouton pendule une éprouvette entaillée et de mesurer l’énergie absorbée W. L’énergie de flexion par chocs permet de caractériser la ductilité de l’acier et sa sensibilité à la rupture fragile en fonction de la température, le risque étant amplifié aux basses températures. Elle sert de référence pour définir des qualités d’acier normalisés.


Schémas résilience
Schémas essai résilience

b) Calcul de KC ( U ou V )

Energie initiale : Wo = M . g x ho = 294 Joules ( normalisée )
Energie résiduelle : Wr = M . g x h1
Energie absorbée : W = Wo – Wr = ( M . g x ho ) – ( M . g x h1 ) = M . g ( ho – h1 )

W = énergie exprimée en Joules ( J ) ou Nm
M = masse en kg
G = 9,81 m/s² ( à Paris => ou à Bruxelles )
Ho et h1 = hauteur initiale et finale en mètre


Formule résilience
Formule résilience

c) Exercice résolu

Soit un mouton de Charpy dont le pendule mesure OG = 0,7 m et une masse en extrémité de 22,5 k. Sachant que le pendule est lâché d’une hauteur ho = 1,34 m et que l’angle de remontée mesuré est θ1 = 74°, en déduire la valeur du KCU.

Solution:
P = M . g = 22,5 x 9,81 = 219,74 N
Wo = M . ho = 219,74 x 1,34 = 294,45 J
Hauteur de remontée h1 = OG – OG . cos θ1 = 0,7 ( 1 – cos 74° ) = 0,507 m
Energie de rupture ( absorbée ) : W = P ( ho – h1 ) = 219,74 ( 1,34 – 0,507 ) = 149,11 J
Section nette de l’éprouvette en U : So = 1 cm x 0,5 = 0,5 cm²

KCU = 149,11/0.5 = 298,22 J/cm² ( acier extra-doux ).

Exemples de résultats
  • Acier mi-doux ( C35 -> 1.0501 ) trempé à 860° C+ revenu à 600°C KCU = 120 J/cm²
  • Acier mi-dur ( C45 -> 1.0503 ) trempé à 830°C + revenu à 600°C KCU = 80 J/cm²

Remarques :
1) Plus la valeur de KCU ou KCV est grande, plus le métal à d’aptitude à résister aux chocs
2) Le revenu pratiqué après trempe a pour but de rendre le métal moins fragile ( ex. Les burins ).

Si vous souhaitez voir le cours suivant sur l'essai Shore ou le cours précédent sur l'essai de dureté

Ou si vous souhaitez en savoir plus sur les propriétés physiques et mécaniques des matériaux ou retourner à la table des matières

  •  
  •