Qu'est-ce que Usure ?
Le test d'usure est un test dans lequel la perte de substance entre deux surfaces sous contact et mouvement contrôlés est mesurée. Elle est exprimée en perte de masse, en volume ou en profondeur d'indentation.
Objectif de Usure
L'objectif est d'évaluer de manière comparative la durée de vie des pièces et des revêtements soumis à des contraintes de friction, en fournissant des données pour la sélection des matériaux et des revêtements.
À quels produits Usure s'applique-t-il ?
- Pièces revêtues et traitées en surface
- Matériaux des roulements et des bagues
- Revêtements de sol
- Surfaces de garniture intérieure automobile
- Outils de coupe et de formage
Dans quels secteurs Usure est-il utilisé ?
Normes relatives à Usure
- ASTM G99
- ISO 5470-1
- ASTM G65
- ASTM D4060
- ISO 20808
Conditions de Usure
- Modalités de contact
- Goupille sur disque, bloc sur anneau, abrasion de roue en caoutchouc ou roue Taber
- Charge normale
- Charge constante définie dans la norme ou la spécification
- Distance de glissement
- Défini comme distance totale ou nombre de cycles
- Environnement
- Sec ou lubrifié ; la température et l'humidité sont enregistrées
Équipement pour Usure
- Machine de test de tribologie (pin-on-disc)
- Abraseur Taber
- Balance de précision (0,1 mg)
- Profilomètre ou système de mesure d'indentation optique
Exigences d'échantillon pour Usure
- La surface de l'éprouvette doit être plane et avoir la rugosité définie
- La masse doit être mesurée sur une balance de précision avant le test
- Le contre-corps (goupille, roue) doit être en matériau conforme à la norme
- Généralement au moins trois spécimens par série
Durée de Usure
Cela dépend de la distance de glissement ou du nombre de cycles. Un test typique dure entre quelques heures et une journée ouvrable.
Procédure de Usure
- 1La surface de l'éprouvette est préparée et sa masse et sa rugosité sont mesurées.
- 2Le contre-corps et l'appareil de chargement sont installés conformément à la norme.
- 3Le coulissement démarre à la vitesse et à la charge définies.
- 4La distance ou le nombre de cycles spécifié est complété ; la force de frottement est enregistrée.
- 5L'éprouvette est nettoyée, sa masse est remesurée et le profil d'usure est relevé.
- 6Le taux d'usure est calculé.
Critères d'acceptation de Usure
Le critère d'acceptation est donné dans la spécification comme une perte de masse maximale, une profondeur de voie maximale ou un taux d'usure maximal.
Évaluation des résultats
Le résultat est comparatif : les valeurs ne peuvent pas être comparées lorsque la charge, la vitesse, le contre-corps ou l'environnement changent. Tous les paramètres sont donc inclus dans le rapport.
Rapport de Usure
- Norme appliquée et disposition des contacts
- Charge normale, vitesse et distance de glissement
- Matériau du contre-corps
- Perte de masse ou de volume et taux d'usure
- Courbe du coefficient de frottement et profil de la voie
Accréditation
EUROLAB détient une accréditation internationalement reconnue obtenue auprès des organismes d'accréditation parties aux accords de reconnaissance multilatérale de l'IAF et de l'ILAC, selon ISO/IEC 17025 pour les tests en laboratoire, ISO/IEC 17020 pour l'inspection et la surveillance, et ISO/IEC 17021-1 et ISO/IEC 17065 pour la certification des systèmes et des produits. Cette chaîne garantit que les rapports et certificats délivrés sont acceptés dans le monde entier.
La possibilité de proposer ce test dans le cadre d'une accréditation dépend de votre produit et de la norme appliquée ; l'accréditation étant méthodologique, le périmètre est confirmé par écrit au stade du devis.
Portée et autorisationsRèglements connexes
- Spécifications des matériaux et des revêtements
- Normes de surface des constructeurs automobiles
Mekanik Testler — Que couvre ce domaine d'essai ?
La section ci-dessous décrit le domaine auquel appartient l'essai Usure ; les conditions et critères d'acceptation de cet essai figurent dans les sections ci-dessus. Le périmètre propre à votre produit est confirmé par écrit au stade du devis.
Les essais mécaniques mesurent le comportement d'un matériau ou d'une pièce sous force. La famille va de la charge statique (traction, compression, flexion) au comportement dépendant du temps (fatigue, fluage), en passant par la dureté et l'usure jusqu'à la ténacité à la rupture.
Le point commun de ces essais est que le résultat est rapporté comme une PROPRIÉTÉ DE MATÉRIAU. La limite d'élasticité ou la dureté ne sont pas une décision de conformité ; ce sont des données numériques auxquelles la conception et la norme produit se compareront. Les rapports d'essais mécaniques constituent donc généralement une donnée d'entrée pour une décision d'ingénierie plutôt que pour un agrément produit — choix du matériau, coefficient de sécurité, prévision de durée de vie.
La distinction entre comportement statique et dynamique est la clé pour comprendre ce domaine. Une pièce peut sembler totalement non sollicitée sous charge statique et pourtant se rompre sous chargement répété ; la rupture par fatigue survient à des contraintes bien inférieures à la limite d'élasticité et ne donne aucun avertissement. Pour les pièces tournantes, vibrantes ou soumises à un chargement cyclique, un essai de traction seul n'est donc pas une preuve suffisante.
Les conditions d'essai déterminent le résultat, ce qui est essentiel pour la lisibilité du rapport : géométrie de l'éprouvette, vitesse de chargement, température, conditionnement et dispositif de serrage. Le même matériau donne des valeurs différentes selon les conditions. Dans les plastiques, l'effet de vitesse est très marqué, dans les métaux l'effet de température ; dans les composites, l'orientation de l'éprouvette change entièrement le résultat.
La dureté est la mesure la plus mal utilisée dans ce domaine. Étant rapide, proche du non destructif et peu coûteuse, elle est souvent utilisée à la place de la résistance. Des tables de conversion dureté-résistance existent, mais elles sont APPROXIMATIVES et dépendent du groupe de matériaux ; les utiliser comme seule preuve dans l'acceptation des matériaux est une erreur.
Le volet de la mécanique de la rupture exige une compétence spécifique. Les mesures de ténacité à la rupture et de vitesse de propagation des fissures de fatigue permettent de calculer combien de temps durera une structure fissurée ; elles sont la base de la conception tolérante aux dommages dans des domaines tels que les équipements sous pression, les structures aéronautiques et les pipelines.
Groupes de méthodes dans ce domaine
Essais statiques
Traction, compression, flexion, cisaillement et torsion. On obtient la limite d'élasticité et la résistance à la traction, l'allongement et le module d'élasticité.
Essais de choc
Choc entaillé Charpy et Izod ; le comportement de transition ductile-fragile du matériau est déterminé en fonction de la température.
Dureté
Brinell, Vickers, Rockwell, Shore et microdureté. Utile pour la profondeur de traitement de surface et les différences locales de résistance.
Fatigue
Fatigue axiale contrôlée en force et en déformation, fatigue en flexion ; courbes S-N et limite d'endurance.
Fluage et relaxation des contraintes
Comportement sous charge à long terme à haute température ; déterminant pour les matériaux de chaudières, turbines et équipements sous pression.
Mécanique de la rupture
Ténacité à la rupture en déformation plane, intégrale J, CTOD et vitesse de propagation des fissures de fatigue.
Usure et frottement
Abrasion Taber et tambour rotatif, mesures du coefficient de frottement.
Confusions fréquentes dans ce domaine
- Calculer la résistance à partir de la dureté est approximatif ; cela ne peut être utilisé comme seule preuve dans l'acceptation des matériaux.
- Une résistance statique suffisante ne démontre pas la résistance à la fatigue ; une pièce soumise à charge cyclique nécessite un essai distinct.
- Si la vitesse et la température d'essai ne sont pas indiquées, le résultat n'est pas comparable — en particulier pour les polymères et les composites.
- Une éprouvette d'essai et la pièce réelle peuvent ne pas donner la même valeur ; l'orientation de moulage, les lignes de soudure et les différences de traitement de surface ont toutes un effet.
- Une valeur de résistance donnée pour un composite sans préciser l'orientation de l'éprouvette n'a pas de sens.
- Les équivalents ASTM et ISO mesurent la même grandeur mais utilisent des géométries d'éprouvette différentes ; les résultats ne sont pas considérés comme directement équivalents.
Quelles décisions ces résultats étayent
- Vérification de conception et sélection des matériaux
- Contrôle des matières entrantes et agrément fournisseur
- Satisfaction des exigences mécaniques de la norme produit
- Analyse de défaillance, prédiction de durée de vie et calcul de tolérance aux dommages
- Vérification des procédés de traitement thermique et de surface
Tests associés
Questions fréquentes sur Usure
Le résultat du test d'usure donne-t-il la durée de vie réelle ?
Non. Le test est accéléré et comparatif. La durée de vie réelle dépend des conditions sur le terrain telles que la pression de contact, la lubrification, la température et la contamination.