2.3 ESSAI DE RESILIENCE ( résistance aux chocs )
La résilience de symbole général ( K ), caractérise la capacité d'un matériau à absorber les chocs sans se rompre. Ce risque est amplifié aux basses températures. La résilience est mesurée à partir de machines telles que le mouton pendule de Charpy appelé également mouton Charpy ( ingénieur français 1865-1945) dans lequel l'éprouvette ( ou barreau ) est placée sur deux appuis ou encore le mouton pendule de Izod ou l'éprouvette est encastrée ( beaucoup moins usité ).
L'essai de résilience est un essai comparatif entre matériaux, il mesure l'énergie qu'il faut fournir à un pendule pesant ( Fig. 2-7 et 2-8) pour briser une éprouvette entaillée du matériau à tester. Cette énergie est de 300 Joules ( tolérance ± 10% ) selon la EN 10045-1 et 2. Un tableau de valeurs est joint à la machine d'essai. Le mouton Charpy est muni d'un index ( Fig. 2-7
) permettant de connaître la hauteur du pendule au départ ( h0 ) et la plus haute position que le pendule atteindra après la rupture de l'éprouvette.
L'énergie absorbée par l'éprouvette ( ET ), en négligeant les frottements, est égal à la différence des énergies potentielles du pendule au départ ( E0 = P x h0 ) et à l'arrivée ( E1 = P x h1 ) soit ET = E0 - E1 =P ( h0 - h1 ) = travail de rupture de l'éprouvette exprimé en Joule ( P = m.g ) ou m est la masse du pendule m = 22,5 kg.
La résilience est égale au rapport de ET sur la section So au droit de l'entaille qui peut être en U ( Kcu ) ou en V ( Kcv ), soit
Les unités J et cm² permettent d'exprimer la résilience par un nombre commode ni trop grand, ni trop petit.
1. Exercice sur l'essai de résilience résolu:
Soit un mouton de Charpy de type 300 J, ayant un pendule de longueur OG = 0,7 m et une masse de 22,5 kg. Sachant qu'il est lâché d'une hauteur ho = 1,34 m et que l'angle de remontée mesuré est
Solution:
P = 22,5 x 9,81 = 219,74 N
Eo = P x ho = 219,74 x 1,34 = 294,45 J
Exemples de résultats :
Acier mi-doux: ( C35 =>1.0501 ) trempé à 860° + revenu à 600° Kcu = 120 J/cm²
Acier mi-dur ( C45 =>1.0503 ) trempé à 830° + revenu à 600° Kcu = 80 J/cm²
Remarques :
1) Plus la valeur de Kcu ou Kcv est grande, plus le métal a d'aptitude à résister aux chocs.
2) Le revenu pratiqué après trempe a pour but de rendre le métal moins fragile (ex. les burins)
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