TÈTE DE RIVET EN POINTE DE DIAMANT
Le rivet à la tête conique dite en pointe île diamant , autrefois très employé surtout en chaudronnerie, tend de plus en plus à disparaître. C’est la tête de rivet la plus épanouie parmi tous les types employés ; cette grande surface de contact voulue par l’ouvrier dans le but d’étendre la zone de serrage, comme nous l’avons dit, et par suite d’obtenir une meilleure étanchéité.
La figure 12 donne la vue extérieure de cette tête de rivet.
La figure 13 donne la coupe d’un rivet en fer misé dont la tête conique a été refoulée à la machine ; une attaque macrographique (1) permet de comprendre la distribution des fibres lors du refoulement du métal sous la pression de la bouterolle.
Dans le rivetage au marteau à main, sous l’effet du choc, la distribution des fibres s’établit d’une manière différente, parce que l’inertie de la matière et le frottement sous le marteau interviennent ; j’ai donné les explications du phénomène dans un chapitre sur le mode de formation delà rivure à main (2); pour permettre la comparaison des deux modes de forgeage à la machine et à la main, je reproduis ici la photographie, après attaque, d’une coupe de la rivure en forme de pointe de diamant, de deux rivets en fer misé (fig. 14).
Les dimensions admises pour ce type de tête ou rivure sont, en fonction du diamètre D du fût du rivet (fig. 15) :
pour L, le plus grand diamètre = 2D pour H, la hauteur =0,8D
(1) Ch. Fremont, Essais des fers et des aciers par corrosion, Rev. de métallurgie, octobre 1908.
(2) Ch. Fremont, Étude expérimentale du rivetage, p. 42. — Mémoire publié par la Société d’Encouragement en 1906.
Fig. 12 et 13. — Vue extérieure et coupe d’un rivet en pointe de diamant, en fer misé, écrasé à la machine.
tig 14. — Coupe de rivets en fer misé à rivure en pointe de diamant écrasée au marteau à main.
Fig. 15. — Dimensions de la tête de rivet en pointe de diamant.
Celte large tête donne une surface do contact égale aux 7/4 environ de la moyenne des surfaces do contact des autres types do têtes ou rivures ; j’ai pense qu i! était peut-être possible d’en réduire les dimensions, sans amoindrir la résistance du rivet; en conséquence, j’ai effectué une série d’essais sur des rivets de 23 millimètres de diamètre en acier n" 18, écrasés sous une pression de 70 tonnes maintenue sur les bouterolles pendant un temps très court: 2 ou 3 secondes ; mais en ayant soin do diminuer, sur le tour, les dimensions des têtes tout en leur conservant une forme conique.
.1 ai commencé par une tête conique à dimensions très réduites :
et
H = 1 8 mm.
Fig. 16. — Mode de rupture d’une tête de rivet en acier, en pointe de diamant aux dimensions trop réduites.
Fig. 17. — Dimensions initiales et finales de la tête du rivet en acier en pointe de diamant (figure précédente).
A l’essai de traction le rivet s'est rompu dans cette tête sous un effort de 17 000 kilogrammes. Cette tête est donc de dimensions trop faibles.
La figure 16 montre la coupe de cette tête après rupture.
La figure 17 donne les dimensions.
Dans un essai suivant, j’ai donné au cône les dimensions suivantes:
L= 41 mm. et II = 20 mm.
A l’essai de traction, le rivet s’est rompu dans la tête sous un effort de 23000 kilogrammes.
Pendant cet essai de traction, j’ai remarqué qu’à la limite d’élasticité apparente tracée sur le diagramme de l’enregistreur de la machine, sous un effort de 17 000 kilogrammes, la surface polie de la tête se déformait et devenait mate sur une zone circulaire de 3 millimètres de largeur et à 8 millimètres de la base du cône.
C’est donc là que se fit la première déformation et plus haut que se fit la rupture.
La figure 18 montre la coupe de cette tête après rupture.
La figure 19 donne les dimensions.
La rupture dans la tête indique bien que cette tête a des dimensions trop
Mg. 18 à 23. — Montrant les modes de déformation et de rupture des têtes de rivets en acier, en pointe de diamant, en dimensions de moins en moins réduites; avec les dimensions initiales et finales de chacune d’elles.
faibles; néanmoins elle est assez près de la tête du rivet d’égale résistance, c’està-dire celui dont toutes les parties, fût, tête et rivure, ont la même résistance,
car, pendant l’essai de traction, le fût de ce rivet s'est allongé de 5 millimètres sur une longueur de 100 millimètres.
.1 ai donc confectionné un troisième rivet en augmentant les dimensions :
L = 45mm,3. et II = 20 mm.
A l'essai de traction le rivet s'est rompu dans la tête sous un effort de 23 500 kilogrammes.
À la limite d’élasticité (19 000 kilogrammes) la première déformation apparaît sous la forme d’une zone devenue mate sur une hauteur de 5 millimètres et à 11 millimètres de la base du cône.
La figure 20 montre la coupe de cette tête après rupture.
La figure 21 donne les dimensions.
Enfin un quatrième rivet à tête conique aux dimensions admises dans la pratique.
L = üO mm. et H = 20 mm.
s'est rompu dans le fût sous un effort de 22 500 kilogrammes, plus faible que celui de l’essai précédent, ce qui correspond à une résistance de 42ks,45 par millimètre carré de la section du fût, alors que la résistance à la rupture de l’acier n° 18 à l'état vierge est de 36ks,10 (tableau n° 1); rallongement a été de 23 millimètres pour 100 millimètres de long.
La figure 22 montre la coupe de cette tête après rupture.
La figure 23 donne les dimensions.
Ces quatre essais successifs montrent que les dimensions admises dans la pratique sont aussi réduites que possible pour cette forme conique.
La surface d’écrasement, de 50 p. 100 plus grande que la moyenne des autres types de tête, exige une pression très élevée sur les bouterolles ou bien, ce qui est la même chose, une pression par millimètre carré de la surface écrasée par la bouterolle sensiblement plus faible que pour les autres rivures, la pression donnée sur la riveuse étant la même.
Le grand développement, à la base du cône, à la périphérie de la rivure, exige une très grande ductibilité du métal, et comme le bord est très mince, le métal au contact des surfaces froides des pièces à river et de la bouterolle se refroidit rapidement, de sorte que sous le grand allongement et à basse température, le métal crique et les rivures sont presque toujours fissurées suivant les génératrices du cône, même avec un bon acier de qualité moyenne.
C’est cette difficulté d’obtenir des rivures coniques non fissurées, qui a fait mettre dans les cahiers des charges, aux conditions de recette du métal à rivet, des conditions de ductilité difficiles à réaliser et absolument inutiles avec l’emploi des autres types de rivures ne nécessitant pas un tel allongement sous une aussi faible épaisseur de métal.
Quand, au lieu d’être en acier, le rivet conique est en fer misé, la rupture se fait à fleur de la tête (fig. 24), ce lieu de rupture étant commun à tous les rivets
Fig. 24. — Rupture dans la tête des rivets en fer misé en pointe de diamant.
fabriqués avec ce métal, quelle que soit la forme adoptée pour la tête ou la rivure.
