ASTM E23 Essai de choc entaillé Matériaux métalliques, Charpy & Izod
La norme ASTM E23 décrit l’essai de flexion par choc sur matériaux métalliques selon Charpy et Izod. Pour ce faire, une éprouvette métallique entaillée est percutée à l’aide d’un marteau pendule. L’ASTM E23 décrit les exigences relatives aux éprouvettes, à la réalisation de l'essai, au procès-verbal de résultats et aux machines d’essais, c’est à dire les moutons pendules, aussi bien à température ambiante, qu’à basses températures ou à hautes températures.
Vous trouverez également une autre description de l’essai de choc entaillé dans la norme ISO 148-1.
Objectif Méthode Charpy Méthode Izod Dimensions éprouvette Charpy Dimensions éprouvette Izod Choc entaillé sous température Automatisation Systèmes d’essais
Objectif de l’essai de flexion choc entaillé selon ASTM E23
L’objectif de l’essai de choc entaillé selon ASTM E23 est la détermination de l’énergie de choc et la détermination de la résilience au choc d’une éprouvette prélevée dans un matériau métallique. Cette méthode d’essai permet de déterminer si le matériau métallique est ductile ou fragile. Lors de l'essai de flexion choc entaillé, une force avec charge élevée est appliquée en une seule fois sur l'éprouvette métallique, ce qui entraîne des contraintes multiaxiales. Les essais sont réalisés à hautes ou basses températures. L'objectif de l'essai est de prédire avec précision la probabilité de rupture fragile.
Essai de flexion par choc sur matériaux métalliques selon Charpy
Lors de l’essai de choc entaillé selon Charpy, l’éprouvette métallique est centrée entre les supports du mouton pendule. L'entaille se trouve exactement à l'opposé du point sur lequel le marteau pendule vient frapper l’éprouvette. Cet essai de choc détermine l’énergie de choc consommée.
Essai de flexion par choc sur matériaux métalliques selon Izod
Lors de l'essai de choc entaillé selon Izod, l'éprouvette métallique est serrée verticalement dans le mouton pendule. L'entaille se trouve précisément à hauteur du serrage, face au point d'impact du marteau pendule. L’extrémité libre est frappée par le marteau pendule. La norme recommande de réaliser les essais de choc entaillé selon Izod à température ambiante exclusivement, car le serrage de l'éprouvette fait souvent partie intégrante du mouton pendule et ne peut en conséquence être tempéré.
Le choix de la méthode d'essai (Charpy ou Izod) est généralement dicté par les normes produit ou par les clients qui passent commande.
Dimensions de l’éprouvette avec entaille en trou de serrure (Charpy) selon ASTM E23
Les éprouvettes avec entailles en trou de serrure sont peu fréquentes et sont assimilées à celles avec entaille en U. La différence réside dans la largeur de l'entaille, qui est de 1,6 mm ou moins.
- Longueur: 55 mm
- Largeur: 10 mm; Largeur de barreau si entaille 5 mm
- Épaisseur: 10 mm
- L'entaille en forme de serrure se trouve au centre de l'éprouvette et présente un rayon de 1 mm
Éprouvette avec entaille en V (Izod) selon ASTM E23
- Longueur: 75 mm
- Longueur à la tête de l’éprouvette: 28 mm
- Largeur: 10 mm; Largeur de barreau si entaille: 8 mm
- Épaisseur: 10 mm
- L'entaille en V se trouve hors du centre de l'éprouvette (à 28 mm de la tête de l'éprouvette) et présente un angle d'ouverture de 45°
Remarques sur les éprouvettes
L'ASTM E23 attire, en outre, l'attention de l’utilisateur sur ces formes d'éprouvettes qui peuvent ne pas convenir aux matériaux de fonderie.
Pour les matériaux de structure fabriqués par métallurgie des poudres, des éprouvettes sans entaille pourront être utilisées tant pour la méthode Charpy que pour la méthode Izod.
Lorsque la fabrication d'éprouvettes standard n'est pas possible, l'annexe normative traite d’autre part d'éprouvettes plus petites que les éprouvettes standard, appelées éprouvettes sous-dimensionnées. Ces dernières varient en largeur et en hauteur, mais par paliers fixes. Le rapport d'essai devra alors faire référence aux mesures actuelles, si utilisation.
Essai de choc entaillé sous température
Les essais de choc entaillé sont souvent réalisés à hautes ou basses températures. Ces températures d'essai sont choisies pour caractériser le comportement du matériau dans les limites d’utilisation en température correspondantes. Une modification des propriétés du matériau au changement de température présente également de nombreux intérêts pour les testeurs de matériaux.
Lorsque l’essai de choc entaillé est réalisé à hautes ou à basses températures d'essai, le délai entre le retrait de l'éprouvette du bain et l'impact du marteau sur l'éprouvette ne doit pas excéder 5 secondes.
Pendant le transport de l’éprouvette vers le mouton pendule, la température éprouvette ne doit, en outre, pas varier trop fortement. La norme recommande d'ailleurs d'utiliser des pinces auto-centrées à température contrôlée afin d'optimiser la mise en place de l’éprouvette. Pour les lots d'échantillons plus importants, nous vous recommandons toutefois d'utiliser un système d'essai robotisé pour la mise à température, le transport, la mise en place et la réalisation de l’essai.
Essai de flexion choc entaillé robotisé
Les essais de flexion par choc Charpy peuvent également être robotisés. Une solution automatisée confère l'avantage d'exclure les influences de l'opérateur telles que la température ou l'humidité de la main, l'insertion excentrée ou oblique, ce qui permet une grande reproductibilité des résultats d’essai. L'alignement automatique des éprouvettes sur le support et le déclenchement de l'essai par le système d'essai garantissent également des résultats fiables et comparables.
Le système d'essai robotisé roboTest I assiste l’utilisateur dans la réalisation des essais de flexion par choc conformément à la norme ISO 148-1 ou ASTM E 23. Le système peut tester automatiquement jusqu'à 450 éprouvettes métalliques entaillées dans des limites d’utilisation en température allant de -180 °C à +300 °C. Une unité de température solide et isolé assure une température homogène et précise de l'éprouvette.
Après écoulement du temps de trempe requis, les éprouvettes sont poussées l'une après l'autre hors de l'unité de température jusqu'à leur position d'essai, où elles seront alignées et frappées automatiquement. L'essai est réalisé dans les 5 secondes qui suivent le retrait de l'éprouvette de l’unité de température.
La saisie et le contrôle s'effectuent via le logiciel d'automatistion autoEdition3 utilisé sur tous les systèmes d'essai robotisés.
Intégration optimale de l'essai de choc entaillé selon ASTM E23 grâce au logiciel d'essais testXpert
Un seul logiciel pour tous les essais: l’essai de choc entaillé selon ASTM E23, l’essai de traction, l’essai de flexion, l’essai de fluage. Mais, la possibilité d'évaluer toutes les données ensemble.
- De nombreuses fonctionnalités d’importation et d’exportation assurent l'intégration idéale de testXpert et de l’essai de choc entaillé selon ASTM E23 dans vos processus. Le logiciel d'essais importe et exporte automatiquement les données d'autres systèmes, par exemple de votre propre système ERP ou LIM.
- La mesure des dimensions de l'éprouvette selon ASTM E23 est intégrée: La largeur résiduelle, la hauteur et la largeur de l'éprouvette sont transmises par l’appareil de mesure à testXpert, lors de la mesure, par simple pression d’un bouton.
- Toutes les grandeurs caractéristiques de l'essai choc entaillé selon ASTM E23, de l'essai de traction, de l'essai de flexion et de l'essai de fluage sont enregistrées dans une base de données. Les données d'essais sont faciles à trouver ou retrouver, à évaluer et à comparer – peu importe l’application. L'accès s’effectue aisément via un navigateur web – où que vous soyez.
- L’analyse des tendances propose une carte de contrôle de la qualité (SPC), simple, qui vous permet de détecter précocement les écarts par rapport aux objectifs de qualité.
