Résistance à la traction Rm
La résistance à la traction Rm (également appelée résistance à la rupture) est une caractéristique matériau pour l'évaluation du comportement de résistance. La résistance à la traction (tensile strength) est la contrainte de traction mécanique maximale avec laquelle une éprouvette peut être chargée. Lorsque la résistance à la traction est dépassée, le matériau défaille: L'absorption des forces diminue jusqu'à ce que l'échantillon de matériau se déchire. Le matériau se déforme cependant plastiquement, de manière permanente avant même que la résistance à la traction n’ait été approchée.
Calcul Matériaux divers Fixations diverses Autres grandeurs caractéristiques Exemples Machines d’essais Essai de traction Limite d'élasticité
Comment la résistance à la traction est-elle calculée?
La résistance à la traction Rm est déterminée à l’aide de l’essai de traction (conformément à la norme ISO 6892 (pour matériaux métalliques) ou conformément à la norme ISO 527 (pour plastiques et composites)).
La résistance à la traction se calcule à partir de la force de traction maximale approchée Fm et de la surface de section transverse de l’éprouvette au début de l’essai de traction:
Résistance à la traction Rm = Force de traction maximale Fm / Surface de section transverse de l’éprouvette S0
La résistance à la traction est indiquée en MPa (Megapascal) ou N/mm².
Sur le diagramme de contrainte-déformation (ou courbe de contrainte-déformation), la contrainte de traction de l'éprouvette est représentée pour sa déformation relative la contrainte lors de l'essai de traction.
Les différentes grandeurs caractéristiques du matériau à tester pourront être déterminées à partir de cette courbe, par exemple, le comportement élastique ou la résistance à la traction. Dans le diagramme contrainte-déformation, la résistance à la traction est la valeur de contrainte maximale approchée en essai de traction après que la contrainte de traction ait de nouveau augmenté.
La résistance à la traction à différents niveaux de durcissement du matériau
Pour les matériaux métalliques présentant une limite d’élasticité prononcée, la force de traction maximale est définie comme la force la plus élevée approchée après la limite d’élasticité supérieure. Dans le cas de matériaux faiblement renforcés, la force de traction maximale après dépassement de la limite d'élasticité peut également être inférieure à la limite d'élasticité - ce qui signifie alors la résistance à la traction est inférieure à la valeur pour la limite d'élasticité supérieure.
Sur la figure de droite, le diagramme de contrainte-déformation présente une courbe avec écrouissage élevé (1) et écrouissage faible (2) après la limite d'élasticité.
Pour les plastiques présentant une limite d'élasticité et une chute de contrainte ultérieure, la résistance à la traction correspond en revanche à la résistance à la traction de la contrainte à la limite d’élasticité.
Autres valeurs caractéristiques pour l’évaluation des propriétés de résistance
Pour l'évaluation des propriétés de résistance, les normes spécifient la détermination des limites d'élasticité, de la résistance à la traction ou résistance à la rupture ou encore au déchirement.
La limite d’élasticité est principalement utilisée pour désigner la contrainte lors de la transition de la déformation élastique vers la déformation plastique. C'est le terme générique pour la limite élastique, la limite d'élasticité supérieure et inférieure (essai de traction), la limite d'écrasement (essai de compression), la limite de flexion (essai de flexion) ou la limite de torsion (essai de torsion).
Les Limites d’élasticité , en revanche, sont des contraintes qui présentent un allongement défini, permanent ou total. Elles sont utilisées dans le cadre des essais sur matériaux métalliques pour marquer la transition continue de la plage élastique à la plage plastique.
La notion de limite de fluage est courante en rhéologie et décrit la valeur de contrainte à partir de laquelle le matériau commence à fluer (dans le cas des plastiques, notamment). Les déformations subies au-delà de la limite d'élasticité restent permanentes, ce sont des déformations plastiques.
Après approche de la force maximale Fm, la force et donc la contrainte de traction nominale diminue (sur de nombreux matériaux) avec l'augmentation de la déformation jusqu'à fissuration de l’éprouvette. La force à la rupture se référant à la section initiale est également appelée résistance à la rupture ou au déchirement. C’est une grandeur caractéristique particulièrement importante pour les plastiques. Sur les matériaux métalliques fragiles, les élastomères ou plastiques rigides sans limite d'élasticité, la résistance à la traction correspond fréquemment à la résistance au déchirement.
Exemples de valeurs pour la résistance à la traction des matériaux métalliques
| Nom du matériau | N° de matériau | ancienne désign. | Rm | Rp0,2 |
|---|---|---|---|---|
| S235JR | 1.0037 | St37-2 | 360 | 235 |
| S275JR | 1.0044 | St44-2 | 430 | 275 |
| S355J2G3 | 1.0570 | St52-3N | 510 | 355 |
| C22E | 1.1151 | Ck22 | 500 | 340 |
| 28Mn6 | 1.1170 | 28Mn6 | 800 | 590 |
| C60E | 1.1221 | 850 | 580 | |
| X20Cr13 | 1.4021 | 750 | 550 | |
| X17CrNi16-2 | 1.4057 | 750 | 550 | |
| X5CrNi18-10 | 1.4301 | V2A | 520 | 210 |
| X2CrNiMo17-12-2 | 1.4404 | V4A | 520 | 220 |
| X2CrNiMoN17-13-3 | 1.4429 | 580 | 295 | |
| 30CrNiMo8 | 1.6580 | 1250 | 1050 | |
| 34CrMo4 | 1.7220 | 34CrMo4 | 1000 | 800 |
| 42CrMo4 | 1.7225 | 1100 | 900 | |
| S420N | 1.8902 | StE420 | 520 | 420 |
Foire aux questions sur la résistance à la traction
La résistance à la traction désigne la contrainte de traction maximale, supportée par un matériau avant de subir une déformation permanente ou de casser. La résistance à la traction est donc une caractéristique importante du matériau pour l'évaluation du comportement de résistance d'un matériau. Plus la résistance à la traction d'un matériau est élevée, plus il est résistant aux forces de traction.
La résistance à la traction est en principe mesurée en mégapascals (MPa) ou en newtons par millimètre carré (N/mm²). Elle indique la force nécessaire par unité de surface pour étirer ou déchirer un matériau.
La résistance à la traction se calcule à partir de la force de traction maximale approchée Fm et de la surface de section transverse de l’éprouvette au début de l’essai de traction:
Résistance à la traction Rm = Force de traction maximale Fm / Surface de section transverse de l’éprouvette S0
La résistance à la traction est indiquée en MPa (Megapascal) ou N/mm².