IV. — Pratique des essais de traction

A. — Préliminaires, — Les barreaux cylindriques ayant été tournés aussi exactement (pie [possible aux dimensions réglementaires on mesure t,^énéral(Mnenl au palmer, à 110 de mm. près, le diamètre du corps de c(» barreau afin d'avoir sa section avec l'approximation correspon- (lant(». On manjue ensuite sur une même génératrice deux coups de pointeau fixant la lont^ueur type du barreau et distants de 100 mm. le plus souvent, <[iu»lquefois de 200 mm. etc., selon les prescriptions des

caliiers des charges. On cii^gc alors les lôtes dans les niiSchoircs d'une nschine à traclion.

Les barreltes pour lôles son! décoiipt'es i froid au moyen d'une machine à morlaiser cl les arêtes Sf^inl adoucies à la lune. On frappe sur la iis;ne médiane de l'une des faces deux coups de pointeau disLanIs lie 200 mm. ou 100 mui. ete., selon les |ircscriplions des cahiers des rliar<^es. On mesure eiisiiile au palmer l'épaisseur <le la Itarrelte )\ 1 lu pnVs et au piedà coulisse sa largeur avec la m^me approximation; on en déduit la section dans toute la partie utile, entre repères. Au moyen de boulons passés dans les trous de la barrette eu essai, on l'aecroclie aux deux fonrdieltes qui remplacent les mâchoires desessais I de barreaux cylindriques.

" B. — ItétitUals tjénèvaux des éfireiives (le traction. — L'éiinisfc d'un barreau en matière douce, c'est-à-dire susceptible de très u;raniles déformations permanentes peut se diviser en un certain nombre de périodes.

— Première période dite élastique. — Dans celte période le barreau revient A sa lonsueur primitive si l'on cesse l'effort de traclion, Les alluns:emenls sont très petits et sensiblement proportionnels aux efforts qui les produisent ', ils sont entièrement éliistiqiies, c'esUà-tlire qu'avec les instrumeuts de mesure dont on dispose çénéralemeiit, ils paraissent s'évanouir quand l'effort cesse d'agir.nousadmeltrons t|u'i! en est toujours ainsi.

Hesle â mesurer ce qu'on appelle la limite élastique E, soii la charge maximum, exprimée en kilogrammes par mmq. de la section primitive, que peojt supporter le barreau sans éprouver de déformation permanente.

l'our mesurer rigoureusement E, il faudrail successivement exercer, puis faire cesser des efforts croissants de traction, et constater la limite Jusqu'A laquelle il ne se produit que des allongemeuts élastiques. C'est h\ une expérience qui a été répétée un certain nombre de fois, mais qui est trop longue et trop délicate pour être d'une pratique courante. Elle a cejiendanl servi à remarquer, pendant l'essai, certains signes extérieurs observés sur la machine et qui se produisent au moment même oi'i la limite élastique est alteinte, à savoir :

Dans les machines à levier, dès que E est atteinte, l'allongement <lu barreau continue à se produire sans augmentation de poids, le levier llécbil rapidemeul puis s'arrête,

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Avfur A f^mêuntp-. .t: .rrxrr, -nHACaouBcnt ramené ^ \m pt>iidt>Q li«->fv /nni;»!^ >»r m f>nlars»nimt .#nf m i#ii«i» oBoliii^* Llèriiû r«>fit à coup.

)E«ii^ rnrpitff^Tiiml «pmwt !a >rtHr«9P >-TT)jt. ^^lîsit m arnH bmaipit^ aa BiV m^nt VI •pfie ^tiar^r «nirmoAiut i E. piii» mprmài %on nuHiYflniimt .)w;n<Q«innH. * ^ nnt«» <wir la ptanrhe j^niduM^ la «firaRtMi •{iiî«Tf>CTiespi>nd

— ^Mn^ Uf iéfffrmaûoH^ — La prrîniiettf^ijéfiimuidtm ifsc cpflie pro> 'lAnf istfpu^li» Ip Mmpaii ^^nnseerfe fim Mlomqgmmt p^rmanteut ^ rt>o rcstic

Nt» •**^n«^«i«»r.ia«* pnnr i''iuiianr 'pu» ii^ iiiat*hiii«» a nuainHiiêlre qui ont i'^^'^nii;^*:^ ff^TP' ^ imiii'iiûnmii^ntiimia : ftfproaTiHtt» êianl êtiiw. l'>r|ni(ihr'» ^'••t^miit 'iiiMiiiii£ii|iiiifiii4f«t. la kantmr de la ci>li>fluie àt merrnifi» inWiqiianf ;% ^harpit» instant b ▼aii'iir «ie la UnraDa.

fi»^ k 'l4»hiic «V la ptn-i«vie diHiC non» ihmiî» ormpoo!»* k^ m^rrnrr <*hs»ntr«? bn*4*pit»m«»nf «V riCi?»4<e:ii «*i>nliniii» «ip aiit>fiC«r. mais bpnteiiienl* <»r 4^ vifi^^x^ ;)sri»nfHt'»nni»iii^ rli*cPHt tiif pli» «n pinn. L^s alb>iisniienU ^«>nf trtin» plii-f orntWiïik opif cini:x .fc la pnmuifre périnde H !9i)fiC en «rramlf ^tù^ p^rm^n«niM : iU #!roiH;4«mt pti» rapîfiemtmt «{ne k» efft»rts. Lorsque \'^ifor\ ^^^^^ d'it*rir. nne: £»ih4«^ partii^ «ie falkM^rrai^tit disparaît; yrfll/„$/f^m^rtt UfUil ^ rômpty^ ain^ d'un All&m^menl élastique et

Sfm< '^\i*u^ dif qn^ |VfFi>rt^i>rr<*!4p«>n«lant àrarréf on au chan^ment \ptn^\ii^ d^ vif^^s^ du m^rnir»^ repr«^;9entaîl E. Dans 1rs instants qui ^tjiv^if, /^* allonffi^*nenlA élasitîtjues pn>«iuits par les efforts supérieurs i* K ^»rif 4^n<«iMf'rri^nt pro^Nirlionnels à ces efforts, au moins pendant

Il uTf'wf nu rriorripnl r»ù le mercure reste stationnaire, Têprouvette <*?illoriir^';irif «*/iim un f'ffort ronstanl. On note celte hauteur qui est la W,m\f'iir inarDiin îi bqupll^ montera It» mercure, puis au moyen de barArrM'M /•f;il»liH prnir rhîiqne machine, on déduit la charge corres|>ondan te (»ar niilliriiMre carré de la seclirm primitive du barreau qu*on prendra (KMir valriir d,' la rliurfjc ou résistance à la rupture R.

l'iiin le rneniire drscend et tombe tout à coup: réprouvelle s*allon£:e de phiH en |>Imh somh les efforts décroissants ; elle file et enfin se brise. (!eHe dernière période ne s'obtient évidemment qu'avec une machine à indicnliotis r(»nlifnies. Avec les appareils à levier on note la charge qui

KTirilfi DES PROPRIKTKS DES DIVERS ACIERS 295

a déterminé la niplure et avec les romaines la position du poids mobile, qui y correspond.

— De la stricUon. — En même temps que les dimensions longitudinales, les dimensions transversales du barreau varient, et en sens inverse.

Tant que le mercure n'a pas atteint sa hauteur maxima, le barreau reste sensiblement cylindrique ; puis les variations de dimensions se produisent surtout dans une certaine zone, à laquelle ou donne le nom de fuseau et qui contient la section de rupture. Dans certaines nuances d'aciers, il n'y a pas qu'un fuseau; plusieurs fuseaux peuvent s'amorcer en diverses réi^ions de Téprouvelte sans qu'on puisse prévoir pendant la plus grande partie de la période finale quel est celui où se produira

la rupture,

On prend pour mesure de la striction le rapport ' , S' étant une

surface que l'on déduit de la mesure à l'aide du pied à coulisse du diamètre minimum de l'étranglement sur le barreau rompu.

Ce qui caractérise l'étirage des corps raides c'est qu'ils se brisent sans prendre de grandes déformations, c'est-à-dire sans qu'il y ait formation de fuseau.

Certains corps extrêmement raides, comme le verre, l'acier à outil trempé, se brisent pendant la première période élastique ; il n'y a aucune déformation permanente, et E se confond avec R.

D'autres corps très doux et très élastiques comme le caoutchouc peuvent prendre de très grandes déformations élastiques : dans ce cas, les allongements ne sont pas proportionnels aux efforts et contrairement à ce qui arrive pour les métaux, les allongements permanents sont bien plus petits que les allongements élastiques. Il est alors très difficile d'apprécier E.

— AHoiujemenls. — Certains appareils, la machine Maillard par exemple, sont pourvus de lunettes mobiles sur une règle graduée et au moyen desquelles on peut mesurer à chaque instant avec une grande approximation (1/20 de mm) la hmgueur du barreau entre repères. On ne se sert de ces. lunettes que dans les expériences très précises.

Dans la pratique usuelle, on se contente, après avoir extrait des mâchoires les deux parties du l)arreau rompu, de rapprocher jusqu'au contact ces deux parties de manière à reconstituer le barreau complet au moment de la rupture. On mesure alors, à l'aide d'un pied à coulisse

29fi

MirrALLUIIGIB DU PSR

la nouvelle distance l + a des points de repère exprimée en millimètres, / étant la distance primitive en millimètres.

L allongement pour cent est

Certains services ont établi, en outre, une nomenclature descriptive des différentes cassures qui se présentent dans la rupture des barreaux; les agents du contrôle peuvent ainsi sans hésitation fournir une indication caractéristique dans les procès-verbaux de leurs essais. Nous citerons le tableau des cassures de la Fonderie de Bourges dont il est inutile de donner la description.

C. — Représentation graphique. — Un point ayant pour abcisse un effort de traction et pour ordonnée Tallong'ement correspondant d'une éprouvette, relativement à 2 axes de coordonnées, représentera à la fois l'effort et l'allons^ement. La courbe qui réunira tous les points

Allongement *

Courbe de traction

Charges

Fig. 214.

ainsi obtenus représentera les allongements en fonction des efforts de traction.

On a riiabitude de prendre pour abcisses les efforts rapportés à la section primitive y c'est-à-dire le quotient obtenu en divisant le nombre (h* kilogrammes rjui re[)résente TefTort total par le nombre d'unités de surface coiileinies dans la section primitive (millimètre carré).

Ces quantités ne représentent pas généralement les tensions par niitédt .'iurfuce, car la section varie en même temps que les efforts. Il arrive même souvent que la section varie inégalement dans les dif-

ÊTUDi vi^ pnopHiérfe om otvbrs acibrs 2B7

fùrerites |mrLie.s de l'c^prouveUe; dans ce cas, les efforls up sont [las unifwrinémeiil répartis sur la surface des seclions droites et l'eiTorl ra|>porlé soit ù la section prlmilivc, soit à la section actlieU^; ne représenle pas (lu tout la tension par unité de superficie. Il importe aussi de remarquer que l'expression d'allongement 0/0 n'a de sisrnificalîon qu'à la condition que l'allong'ement soit uniforme dans tonte la longueur de l'éprouvelte, ce qui n'arrive pas quand le fuseau s'est formé.

(^s réserves étant faites ; la partie OU de la courbe correspond à la période élastique; les variations de loni^ueur du barreau dites aSlongemenls élustiques y sont proportionnelles aux charges ou aux efforts : OB est une ligne droite cl la charge 0^ mesure E. A partir du point B on entre dans la période de déformation ou d'allongements penminents. La charge maximum Oc supportée par le barreau est appelée charge de rupture ou résistance à la rupture H.

On voit bien que l'allure de la courbe BC D semble indiquer que le point D correspondant à la rupture du barreau répnndàunerharge 0(1 inférieure à c supportée précédemment par le barreau. (.Iclte anomalie n'est qu'apparente si on veut bien se reporter aux considérations précédemment exposées.

Les abcisses de la courbe sont en effet les charges en kilogramme par mm' rapportées à la section primitive du barreau; or cette section diminue, d'abord en tous les points puisque le barreau s'allonge sans changer de volume, puis au point où se forme la striction et c'est en réalité la section réduite qui supporte la charge.

Si l'on voulait rapporter les charges et lesallongement^ aux sections réelles qui les supportent, c'est-à-dire à chaque instant à la section la plus petite du barreau, la courbe changerait notablement d'allure, surtout pour les fers et les aciers doux. Elle deviendrait OBC'D' et cor respondrait à la section la plus déformée.

La striction commence it se ppiduireaupointCde la courbe usuelle. Quelle que soit la légitimité d'uneméthode que la pratique a consacrée el consistant à rapporter les charges à la section primitive du barreau, it ne semble pas qu'il y ait grand inconvénient à la conserver puisque les métaux étudiés sont soumis à un essai qui est le même pour tous.

Nous terminons ici les notions générales indispensables à connaître concernant les essais de traction: nous donnerons ultérieurement quelques détails complémentaires sur ce sujet.

\,r... — ,r* r'^^aai.*-' D» iTitniipi «Mfu: }imligurf SUT Ics aciers, les fers -r *^ jifiii-r ^ ••ir i-> î.ni:rv.. i** imrrrviix il eMUii MHit cuuJés spérialetunt < •.*• -4î^ «»u*-.<iii ir*. din-]#iMiiiîi4^ jndiquf^s â Fessai de choc et

— -^:''.r* ir-uif- n- r^ni-mL Ouelquefois cependant

*" '•! mm^iH^ bf* iiarTfaui rctinis tournés ou des

iw-raici r»— uiurumirç* dèrciopés dans les pièces. 1^ ni^îa oauf m:* barreaux coulés carrés a Kiuiiiu*^ i^nioaim* a durcir aux arêtes par suite c ui.r>!iriMdi«iï;in*?iil jdiis rapide en ces réeions ; *n •lU'.r^ i^ iirrt«« ^ieuufxit de fonderie plus ou ni.inif -«71-** *f* HKSieç-. D'autre }«art, si les l>arrrain i.iuâuf rv«ifd^ présentent un sroupement niiif-rtuarT- î«iu* rêrulifT. il est difficile de les " mi*r 7iiïr3iir«*aiieiiit oiisdriqaes. Ces causes de ^icTtuiiurArcait^ jf?f résultats disparaissent quand .•L *jLzû.*ï^ ôei- barreaux fondus un peu plus 5:e-:^ àf- diuDf^u^ et aseikés au diamètre exact

ni" ^

V AKTICUr i. AlTMES ESSAIS A FROID

N<.»u> exaniinen:*n> spécialement les essais de i'fe'>: et de f.€^VjM.