Comment déterminer la ductilité des matériaux : configuration des essais, calculs et exemples pratiques
La ductilité matérielle est une mesure de la capacité d'un matériau à se déformer sous contrainte de traction avant de se briser. C'est une propriété importante dans l'ingénierie et la fabrication, indiquant comment les matériaux se comportent sous charge et leur aptitude à diverses applications.
Configuration d'essai pour mesurer la ductilité
La méthode la plus courante pour évaluer la ductilité est l'essai de traction, qui consiste à appliquer une charge uniaxiale à un échantillon jusqu'à la défaillance. L'installation de l'essai comprend une machine d'essai, la préparation de l'échantillon et les dispositifs de mesure. L'échantillon est généralement une forme normalisée, comme une ossature de chien, pour assurer des résultats cohérents.
Calculs pour la ductilité
Deux mesures primaires de ductilité sont l'allongement et la réduction de la surface. L'allongement est calculé comme le pourcentage d'augmentation de la longueur avant la fracture:
Élongation (%) = (Longueur finale - Longueur initiale) / Longueur initiale × 100
La réduction de la surface est déterminée par la mesure de la surface transversale avant et après la fracture:
Réduction de la superficie (%) = (surface originale - zone fragmentée) / Superficie originale × 100
Exemples pratiques de tests de ductilité
Par exemple, un échantillon d'acier d'une longueur initiale de 50 mm s'allonge à 55 mm pendant l'essai. Le pourcentage d'allongement est:
[55 mm - 50 mm] / 50 mm × 100 = 10 %
Si la surface de la section transversale diminue de 10 mm2 à 8 mm2 après la rupture, la réduction de la surface est:
[10 mm2 - 8 mm2) / 10 mm2 × 100 = 20 %
Résumé
La mesure de la ductilité consiste à effectuer des essais de traction, à enregistrer l'allongement et la réduction de la surface et à effectuer des calculs, qui permettent de déterminer comment les matériaux fonctionneront sous contrainte mécanique et d'orienter la sélection des matériaux pour les applications techniques.