En science des matériaux, l'essai de choc Charpy (également appelé essai Charpy à entaille en V) est un essai normalisé à vitesse de déformation élevée utilisé pour déterminer l'énergie absorbée par un matériau lors d'une rupture. L'énergie absorbée est une mesure de la ténacité à l'entaille du matériau.
L'essai détermine la ténacité d'un matériau en mesurant l'énergie absorbée lorsque le matériau est soumis à un impact soudain, notamment pour évaluer le comportement fragile des matériaux à basse température.
L'essai de choc Charpy a été inventé par Georges Augustin Albert Charpy (1865–1945) en 1900 et est considéré comme l'un des tests courants permettant d'évaluer rapidement et économiquement la ténacité relative des matériaux.
Principe du test
L'essai consiste à serrer un échantillon usiné (de dimensions spécifiées, généralement 55 mm × 10 mm × 10 mm) à ses deux extrémités, avec une entaille usinée avec précision de dimensions spécifiques, comme une simple poutre. Un pendule frappe l'échantillon et mesure ses hauteurs initiale et finale. La différence de hauteur est égale à l'énergie absorbée par l'échantillon avant rupture. Cette énergie absorbée est généralement mesurée en joules à l'aide d'une échelle fixée à la machine.
Spécimen
Des échantillons standards avec une encoche (généralement en forme de V ou de U) sont utilisés.
L'encoche simule la concentration de contraintes dans le matériau, offrant une réflexion plus réaliste de la résistance aux chocs du matériau.
| Standard | Dimensions standard de l'échantillon (mm) | Dimensions des échantillons sous-dimensionnés (mm) |
| ASTM A370 | 10 × 10 × 55 | 10 × 7,5 × 55, 10 × 6,7 × 55, 10 × 5 × 55, 10 × 3,3 × 55, 10 × 2,5 × 55 |
| EN 10045-1 | 10 × 10 × 55 | 10 × 7,5 × 55, 10 × 5 × 55 |
| ISO 148 | 10 × 10 × 55 | 10 × 7,5 × 55, 10 × 5 × 55, 10 × 2,5 × 55 |
| Norme MPIF 40 | 10 (±0,125) × 10 (±0,125) × 55 (±2,5) | Spécimens non entaillés |
Équipement de test
Une machine d'essai d'impact de type pendule est utilisée.
Le pendule est lâché d’une certaine hauteur pour frapper et fracturer l’échantillon.
Paramètres de mesure
La différence d'énergie avant et après la fracture de l'échantillon par le pendule est enregistrée comme l'énergie absorbée (énergie d'impact).
Une énergie d’impact plus élevée indique une meilleure ténacité du matériau.
Grâce aux progrès technologiques, les mesures peuvent désormais être obtenues avec l’aide d’un ordinateur.
Procédure de test
- Préparez un échantillon standard et usinez une encoche dessus.
- Fixez l'échantillon sur la base de support de la machine d'essai.
- Relâchez le pendule pour frapper l’échantillon.
- Enregistrez l’énergie absorbée lors de la fracture de l’échantillon.
Représentation des résultats
Les résultats sont généralement exprimés en énergie d’impact (joules ou pi-lb).
La morphologie de la surface de fracture peut également être analysée pour déterminer le mode de fracture (fracture ductile ou fragile).
Applications
Sélection des matériaux :
Utilisé pour évaluer la ténacité des métaux, des plastiques, des composites, etc.
Contrôle de qualité:
Détecte si les performances d'impact du matériau répondent aux normes lors de la fabrication.
Évaluation des performances à basse température :
Particulièrement adapté à l'évaluation du comportement fragile des matériaux dans des environnements à basse température (par exemple, équipements de gaz naturel liquéfié, installations polaires).
Avantages du test d'impact Charpy
Simple, rapide et économique.
Évalue efficacement la ténacité des matériaux et la résistance aux chocs.
Normes pertinentes
ASTM E23 : Méthodes d'essai standard pour les essais d'impact sur barres entaillées de matériaux métalliques.
ISO 148 : Matériaux métalliques — Essai de choc au pendule Charpy.
Résumé
L'essai de choc Charpy est une méthode d'essai importante pour évaluer la ténacité des matériaux soumis à des charges d'impact, notamment pour évaluer leurs performances dans des environnements à basse température. Cet essai permet de déterminer si un matériau est adapté à une utilisation dans des conditions spécifiques.
Pour plus d'informations sur l'essai de choc Charpy, veuillez contacter SSM. Nous assurons le support produit et technique.
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