Types d'essais sur les métaux
Pertinence
Différents types d'essais sur les métaux (chimiques, physiques, mécaniques, etc.) sont utilisés pour le contrôle de la qualité. L'objectif principal de ces essais est l'analyse comparative des caractéristiques en fonction de paramètres spécifiés. Ainsi, les essais de fatigue des métaux sont menés pour déterminer les limites d'endurance d'un matériau dans des conditions de fonctionnement spécifiques. En règle générale, des charges cycliques sont utilisées à cette fin.
L'un des paramètres les plus importants pour les éléments structurels est la résistance, qui est testée, entre autres, lors d'essais de flexion des métaux avec des contraintes de traction et de compression. La
Les essais de traction ou de rupture des métaux sont également courants. Cet essai vise à déterminer la limite élastique du matériau, la limite d'élasticité, la résistance et son allongement et sa contraction relatifs. Une autre méthode d'essai des métaux et des alliages consiste à déterminer la dureté selon des échelles couramment utilisées :
-Brinell ;
-Rockwell ;
-Vickers.
Les essais non destructifs des métaux sont réalisés sous forme d'essais chimiques, mécaniques, technologiques et métallographiques. L'objectif des essais est d'évaluer la qualité d'un matériau et de déterminer ses caractéristiques de performance.
Méthodes mécaniques
Les essais mécaniques déterminent la résistance des alliages à différents types de charge et fournissent des informations sur la résistance et la ductilité du matériau. Ils sont testés dans des conditions d'augmentation progressive de la contrainte (charge statique) ou d'impact (charge dynamique).
Essai de traction. Une éprouvette standard a les paramètres suivants, tels que spécifiés par GOST : pour une éprouvette ronde, la longueur est égale à l0d ; pour une éprouvette plate, la longueur est égale à 11, Z de la surface de la section transversale de l'éprouvette, exprimée en mm2. L'essai est effectué sur une machine spéciale. L'éprouvette est étirée le long de l'axe jusqu'à la rupture, les diagrammes de déformation étant enregistrés automatiquement.
Essai de dureté. Si l'alliage est dur (acier trempé) et pour les tôles minces, la dureté est déterminée par un essai Rockwell avec une bille ou un cône de diamant de 1,59 mm de diamètre enfoncé dans l'éprouvette. La dureté Rockwell HR peut être convertie en dureté
Essai de pliage. Cet essai détermine la capacité d'une tôle à se déformer selon une forme donnée. L'échantillon est découpé dans la tôle sans aucun traitement de surface et plié dans une presse spéciale.
Essai d'impact (essai de fragilisation). L'essai est effectué sur des cales spéciales de type pendulaire en plaçant des échantillons standard entaillés. Cet essai détermine la capacité d'un alliage à résister à l'action de charges dynamiques. Plus le métal est ductile, plus il résiste aux charges d'impact.
Essai de fatigue. Cet essai détermine la résistance aux charges cycliques et aux vibrations à laquelle le matériau ne cède pas. Une machine d'essai de fatigue par flexion est couramment utilisée. Un échantillon cylindrique est soumis à des charges de compression et de traction.
Essai de fluage -Cet essai détermine la résistance d'un matériau à une charge prolongée à des températures élevées. La durée de l'essai est de plusieurs milliers d'heures. Des résultats fiables ne peuvent être obtenus qu'en utilisant un équipement spécialisé avec un contrôle précis de la température de l'échantillon et un contrôle exact des changements dimensionnels.
Essais de rupture. L'échantillon de col est brisé par impact et la fracture qui en résulte est examinée au microscope, révélant les inclusions, les pores et les poils. Cet essai permet d'estimer la taille des grains, l'épaisseur de la couche durcie et la profondeur de la cémentation.
Méthodes optiques et physiques
Examen microscopique. Un microscope métallurgique ou à polarisation est utilisé pour inspecter la structure de la fracture. La fracture du matériau est examinée, révélant les inclusions, les pores et les poils. Cet examen permet d'évaluer la taille et la forme des grains, les relations de phase, l'épaisseur de la couche durcie et la profondeur de cimentation.
Examen radiographique. Cette méthode est souvent utilisée pour le contrôle de la qualité des soudures. Les pores, la ségrégation et les fissures sont détectés sur la radiographie obtenue. La radiographie en deux projections perpendiculaires permet de localiser précisément le défaut.
Lecontrôle par poudre magnétique convient aux matériaux ferromagnétiques tels que les alliages de nickel, de fer et de cobalt. Les défauts superficiels et certains défauts internes des matériaux ferromagnétiques peuvent être détectés en appliquant de la poudre magnétique sur un échantillon magnétisé.
Méthodes chimiques
Les essais chimiques déterminent l'exactitude de la composition chimique, la présence ou l'absence des impuretés nécessaires. Lors du décapage, la surface du métal est exposée à des solutions chimiques pour détecter la porosité, la ségrégation
La méthode d'analyse spectroscopique permet une détermination qualitative rapide de petites quantités d'impuretés qui ne peuvent être détectées par d'autres méthodes chimiques. Le spectre de l'échantillon est analysé à l'aide d'instruments tels que les polychromètres, les quantomètres et les quantovacs, après quoi un indicateur indique la composition en pourcentage du métal en question.
