Terminologie liée aux propriétés mécaniques de l'acier

Terminologie liée aux propriétés mécaniques de l'acier :

1. Point d'écoulement (σs)

Lorsqu'un acier ou une éprouvette est sous tension, si la contrainte dépasse la limite élastique, et même si la contrainte n'augmente plus, l'acier ou l'éprouvette continue de subir une déformation plastique importante, ce phénomène est appelé élasticité. La valeur de contrainte minimale à laquelle la déformation se produit est appelée limite d'élasticité. Soit Ps la force externe à la limite d'élasticité s et Fo la section transversale de l'éprouvette. Ensuite, la limite d'élasticité σs = Ps/Fo (MPa), où MPa est appelé mégapascal et est égal à N (Newton) / mm² (MPa = 10⁶ Pa, Pa : Pascal = N/m²).

2. Limite d'élasticité (σ₀.₂)

La limite d'élasticité de certains matériaux métalliques est très indistincte, ce qui rend la mesure difficile. Par conséquent, pour mesurer les caractéristiques d'élasticité des matériaux, la contrainte à laquelle la déformation plastique résiduelle permanente est égale à une certaine valeur (généralement 0,2 % de la longueur d'origine) est définie comme la limite d'élasticité conditionnelle ou simplement la limite d'élasticité σ₀.₂.

3. Résistance à la traction (σb)

La contrainte maximale qu'un matériau atteint lors d'un essai de traction, du début à la rupture. Il représente la résistance de l'acier à la rupture. La résistance à la traction, la résistance à la compression, la résistance à la flexion, etc.

Soit Pb la force de traction maximale atteinte avant la rupture du matériau, et Fo la section transversale de l'éprouvette. Alors, la résistance à la traction σb = Pb/Fo (MPa).

4. Allongement (δs)

Le pourcentage d’allongement plastique d’un matériau après rupture jusqu’à la longueur originale de l’éprouvette est appelé taux d’allongement ou d’extension.

5. Rapport rendement/résistance (σs/σb)

Le rapport entre la limite d'élasticité (limite d'élasticité) et la résistance à la traction d'un acier est appelé rapport rendement/résistance. Un rapport de limite d'élasticité plus élevé indique généralement une plus grande fiabilité des composants structurels. Généralement, le rapport de limite d'élasticité pour l'acier au carbone est de 0,6 à 0,65, pour l'acier de construction faiblement allié, il est de 0,65 à 0,75 et pour l'acier de construction allié, il est de 0,84 à 0,86.

6. Dureté

La dureté représente la résistance d'un matériau à l'indentation par un objet plus dur. C'est l'un des indicateurs de performance importants des matériaux métalliques. Généralement, une dureté plus élevée indique une meilleure résistance à l’usure. Les indicateurs de dureté couramment utilisés incluent la dureté Brinell, la dureté Rockwell et la dureté Vickers.

⑴ Dureté Brinell (HB)

Une bille en acier trempé d'une certaine taille (généralement 10 mm de diamètre) est enfoncée dans la surface du matériau sous une certaine charge (généralement 3 000 kg). Après un certain temps, le rapport entre la charge et la surface de l'empreinte est la valeur de dureté Brinell (HB), exprimée en kgf/mm² (N/mm²).

(2) Dureté Rockwell (HR)

Lorsque HB > 450 ou que l'échantillon est trop petit, le test de dureté Brinell ne peut pas être utilisé et le test de dureté Rockwell est utilisé à la place. Il utilise un cône de diamant avec un angle au sommet de 120° ou une bille d'acier d'un diamètre de 1,59 mm ou 3,18 mm, enfoncé dans la surface du matériau sous une certaine charge, et la dureté du matériau est déterminée par la profondeur de l'indentation. En fonction de la dureté du matériau testé, elle est exprimée selon trois échelles différentes :

HRA : Dureté obtenue à l'aide d'une charge de 60 kg et d'un pénétrateur à cône diamant ; utilisé pour les matériaux à dureté extrêmement élevée (comme le carbure cémenté).

HRB : Dureté obtenue à l'aide d'une charge de 100 kg et d'une bille en acier trempé de diamètre 1,58 mm ; utilisé pour les matériaux de dureté relativement faible (tels que l'acier recuit et la fonte).

HRC : Dureté obtenue à l'aide d'une charge de 150 kg et d'un pénétrateur à cône diamant ; utilisé pour les matériaux à très haute dureté (comme l'acier trempé). (3) Dureté Vickers (HV)

Un pénétrateur carré en diamant avec un angle au sommet de 136° est utilisé pour enfoncer la surface du matériau sous une charge allant jusqu'à 120 kg. La valeur de dureté Vickers (HV) est calculée en divisant la valeur de charge par la surface de l'indentation.