La résistance du métal du matériau que vous utilisez pour la production de pièces est un déterminant très important du succès et de l'intégrité du produit. D'où l'importance d'un tableau de résistance des métaux.
Par exemple, un usinage aérospatial projet nécessitera un métal plus résistant que le métal nécessaire à la fabrication de clés ou d'autres outils. L'utilisation d'un métal avec une mauvaise résistance peut être catastrophique ; cela peut conduire à un effondrement total du projet ou à un dysfonctionnement de l'avion. D'où la nécessité de bien choisir.
Mais comment choisir la bonne résistance du métal pour votre projet ? Vous le découvrirez dans cet article.
Propriétés communes des matériaux métalliques
Il existe différentes mesures par lesquelles les machinistes jugent la résistance des matériaux métalliques. Ces mesures sont également connues sous le nom de résistances des métaux. Les résistances peuvent être définies comme la capacité d'un matériau à résister aux contraintes sans se déformer. Les métaux ont des résistances différentes, ce qui explique pourquoi tous les métaux ne conviennent pas à tous les usages. Il existe différents types de résistance du métal, et ils incluent :
Résistance à la traction
Il s'agit de la quantité maximale de traction ou d'étirement qu'un métal peut supporter sans être endommagé de façon permanente. C'est la mesure de la tension qu'un métal peut supporter. Si une force externe est appliquée au métal et que sa limite d'élasticité est dépassée, certaines des déformations qui en résultent sont permanentes et irréversibles. C'est la résistance à la traction du métal.
La résistance à la traction est en outre divisée en trois parties, à savoir :
Résistance au rendement: c'est la résistance qu'un métal peut supporter sans déformation permanente. On peut également dire que c'est la résistance maximale qu'un composant peut supporter avant la déformation plastique. Les ingénieurs et les fabricants calculent la limite d'élasticité pour connaître la charge maximale qu'un objet peut supporter.
Résistance à la rupture: c'est la coordonnée de contrainte sur la courbe contrainte-déformation au point de rupture.
Force ultime: la contrainte maximale de traction, de compression ou de cisaillement qu'une surface unitaire spécifique de métal peut supporter sans rupture ni déformation. En d'autres termes, c'est la quantité maximale de contraintes qu'un métal peut supporter.
La résistance aux chocs
Il s'agit d'une mesure de la quantité d'impact ou d'application soudaine d'une force qu'un métal peut supporter avant sa rupture. La résistance aux chocs est utilisée pour mesurer la quantité d'énergie que le métal peut absorber avant de se fracturer, de se déchirer ou de s'endommager. Par conséquent, si vous avez besoin de métal pour un projet et que vous avez besoin de connaître la quantité d'énergie qu'il peut absorber, le test de résistance aux chocs est ce que vous devez faire.
Une idée fausse courante est qu'une résistance élevée aux chocs équivaut à un degré élevé de dureté du matériau. Par conséquent, les matériaux à haute résistance aux chocs sont des matériaux durs. Malheureusement, ce n'est pas toujours vrai. Ainsi, une haute résistance aux chocs ne signifie pas toujours un haut degré de dureté.
Certains des facteurs qui affectent la résistance aux chocs des matériaux comprennent la température (l'augmentation de la température augmente la résistance aux chocs), l'épaisseur du matériau (l'augmentation de l'épaisseur réduit la résistance aux chocs) et le rayon de l'entaille (la réduction du rayon de l'entaille diminue la résistance aux chocs).
Résistance à la compression
Comme son nom l'indique, la résistance à la compression fait référence à la quantité maximale de pression ou de compression qu'un métal peut supporter sans dommage. Pour tester la résistance à la compression d'un métal, vous aurez besoin d'une machine d'essai universelle. Cette machine appliquera progressivement une charge accrue sur le métal jusqu'à ce qu'il commence à se déformer. Le point auquel la déformation commence à se produire est la résistance à la compression du métal.
Lisez notre article détaillé sur différents types de nuances d'aluminium en prototypage rapide ici.
Tableau de résistance des métaux
Il y a quelques paramètres importants que vous devez connaître lors de la sélection du bon métal pour votre projet. Ces paramètres incluent la limite d'élasticité de l'acier, la résistance à la traction de l'acier, la densité, la dureté, etc. Vous trouverez ci-dessous un simple tableau de résistance des métaux que vous pouvez utiliser pour comparer les métaux :
| Types de métaux | Résistance à la traction (PSI) | Limite d'élasticité (PSI) | Dureté Rockwell (échelle B) | Densité (Kg/m³) |
| 304 en acier inoxydable | 90,000 | 40,000 | 88 | 8000 |
| Aluminium 6061-T6 | 45,000 | 40,000 | 60 | 2720 |
| Aluminium 5052-H32 | 33,000 | 28,000 | 2680 | |
| Aluminium 3003 | 22,000 | 21,000 | 20 à 25 ans, qui | 2730 |
| Acier A36 | 58-80,000 | 36,000 | 7800 | |
| Acier de qualité 50 | 65,000 | 50,000 | 7800 | |
| Laiton jaune | 40,000 | 55 | 8470 | |
| Laiton rouge | 49,000 | 65 | 8746 | |
| Copper | 28,000 | 10 | 8940 | |
| Bronze phosphoreux | 55,000 | 78 | 8900 | |
| Bronze d'aluminium | 27,000 | 77 | 7700-8700 | |
| Titane | 63,000 | 37,000 | 80 | 4500 |
Pourquoi la force est-elle un facteur important ?
L'usinage ne consiste pas seulement à obtenir n'importe quel métal disponible ; il s'agit d'utiliser le bon métal. Pour savoir si un matériau convient à un usage particulier, un facteur essentiel à prendre en compte est sa résistance. Connaître la résistance du métal vous aidera à choisir correctement. L'un des moyens les plus efficaces de comparer la résistance du métal consiste à utiliser un tableau de résistance du métal.
La force est un facteur essentiel car elle détermine si votre pièce de machine servira efficacement l'usage auquel elle est destinée ou non. Si un métal à faible résistance est utilisé au lieu d'un métal à haute résistance, la structure peut se déformer facilement. Par exemple, les pièces nécessaires à une machine à usage intensif nécessitent des métaux à haute résistance. Dans ce cas, l'acier ou le titane est souvent le meilleur choix pour le projet. Généralement, l'acier, le titane, le tungstène et l'inconel sont considérés comme les métaux les plus résistants. Par conséquent, ils peuvent être utilisés là où des métaux à haute résistance sont requis.
Par exemple, l'utilisation d'un métal à faible résistance pour une pièce destinée à être utilisée dans une grue d'haltérophilie ne fera que compromettre l'intégrité de la pièce. Cela le rendra inutile pour l'usage auquel il est destiné et entraînera une perte de temps, d'efforts et de ressources de la part de l'entreprise.
De plus, la résistance des métaux montre l'impact qu'ils peuvent subir avant de se déformer ou de perdre leur forme. Cela détermine la durée de vie des pièces fabriquées à partir de ces métaux. Ceci est très important, en particulier dans les pièces susceptibles d'être soumises à des coups de marteau et à des collisions.
Par conséquent, la résistance est un facteur essentiel que vous devez prendre en compte si vous avez besoin d'un métal adapté à votre projet.
Conclusion
Avant de choisir un métal pour l'exécution de votre projet, il est essentiel que vous répondiez d'abord à deux questions. La première question est de savoir à quoi sert le métal, et la seconde est de savoir quelle charge le métal est censé supporter. Vous pouvez répondre à la deuxième question en faisant un simple calcul d'ingénierie. Après le calcul, le résultat déterminera lequel des métaux a le type de résistance dont vous avez besoin.
Vous n'avez pas besoin d'acheter tous les métaux disponibles sur le marché pour les tester les uns après les autres avant de trouver celui qui a la résistance appropriée. Vous pouvez vous référer au tableau de résistance des métaux. Là, vous verrez les différents métaux avec leurs forces respectives, y compris la résistance à la traction du tableau de l'acier.
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FAQ
Q: Que signifie la force dans les métaux ?
R : La résistance des métaux signifie la capacité d'un métal à résister à la pression ou à la force externe sans perdre sa forme d'origine.
Q: Quelle est la différence entre la résistance et la ténacité des métaux ?
La résistance est la résistance d'un métal à la déformation non récupérable, autrement appelée déformation plastique. La ténacité, d'autre part, est la capacité d'un métal à résister à la fracture. La ténacité est donc mesurée comme l'énergie nécessaire pour provoquer la rupture d'un métal. En d'autres termes, la première est une déformation irréversible tandis que la seconde est une déformation réversible.
Q: Quels sont les métaux les plus solides ?
R : Généralement, l'acier, le titane, le tungstène et l'inconel sont considérés comme les métaux les plus résistants.
