L’allongement à la rupture ou allongement pour cent noté A% est une caractéristique sans dimension des matériaux. Elle définit la capacité d’un matériau à s’allonger avant de rompre lorsqu’il est sollicité en traction. A% se détermine par un essai de traction.
Historique C’est à Guillaume Wertheim (1815-1861) que l’on doit les principales expériences sur l’allongement.
Définition
avec : la longueur ultime, longueur de la barre juste avant la rupture. La notation , longueur finale, est aussi utilisée ; la longueur initiale, longueur de la barre avant le début de l’essai de traction.
et doivent être exprimées dans la même unité, en général le millimètre.
L'allongement à rupture, contrairement à ce que son nom laisserait penser, ne représente donc pas un allongement mais une déformation moyenne.
L'allongement à rupture doit être distingué de l'allongement uniforme, qui correspond à l'allongement jusqu'à apparition d'une localisation de la déformation. En raison de la localisation, la valeur de A% dépend de la base de l'extensomètre utilisé.
Généralités Un allongement à la rupture élevé caractérise un matériau ductile ; le polyester (250 < A% < ) par exemple peut être étiré de quinze fois sa longueur initiale avant de rompre.
Un allongement à la rupture faible caractérise un matériau fragile ; une fonte GJL (0,3 < A% < 0,8) rompt alors qu’elle ne s’est presque pas allongée. Ainsi une poutre en fonte de de long aura rompu avant d’être allongée de .
Peu de temps avant la rupture, apparaît un phénomène de striction ; ce phénomène se caractérise par le coefficient de striction Z% qui mesure la réduction de section après rupture par rapport à la section initiale.
Allongement à la rupture de quelques matériaux
Aciers au carbone
Désignation A% S185 (A33)8 à 18S235 (E24)15 à 26S355 (E36) 12 à 22E295 (A50) 10 à 20E360 (A70) 3 à 11 C25 (XC25) 18 à 21 C35 (XC38) 16 à 20 C45 (XC48) 13 à 18
Aciers faiblement alliés
Désignation A% 38 Cr 212100 Cr 610 à 1320 Ni Cr 6 8 à 1030 Ni Cr 11 12 à 1620 NI Cr Mo 7 8 à 10 34 Cr Ni Mo 6 10 à 13 42 Cr Mo 4 10 à 14 28 Mn 6 19 à 21
Aciers inoxydables
Désignation A% X 5 Cr Ni 18-1035 à 45X6 Cr Ni Ti 17-1230 à 40
Fontes
La fonte de fer s’allonge sans cesse à mesure que la charge augmente; la rupture se produit tout d’un coup sans être annoncée par aucun phénomène; les surfaces de rupture sont presque planes; d’un aspect cristallin. Il en est de même de la fonte d’acier. Désignation A% GJL (graphite lamellaire)0,3 à 0,8GJS (graphite sphéroïdal)2 à 15GJMW (cœur blanc) 7 à 12GJMB (cœur noir) 2 à 18
Alliages d’aluminium
L’allongement à la rupture de l’aluminium pur ou presque est de l’ordre de 30 %. Il en va de même pour les alliages n’ayant subi ni écrouissage ni traitement thermique (état métallurgique 0) ; dans ce cas, l’allongement à la rupture est compris entre 20 et 40 %. L’aluminium pur et les alliages non traités ont des propriétés mécaniques médiocres, ils sont « mous » ( < R < ). Après traitement(s), la résistance mécanique est augmentée ( < R < ) mais l’allongement à la rupture diminue fortement (1 < A% < 20).
Alliages de cuivre
Comme pour les alliages d’aluminium, l’allongement à la rupture des alliages de cuivre dépend très fortement de l’état métallurgique. Type A% Laitons (Cu + Zn)4 à 28Bronzes (Cu + Sn)3 à 50Maillechorts (Cu + Ni + Zn) 5 à 2
Élastomères et matières plastiques
Matériau (Symbole) A% Polyéthylène basse densité (PEbd)200 à 600Polyéthylène haute densité (PEhd)20 à 80Copolymère éthylène-acétate de vinyle (EVA)200 à 1 100Polypropylène (PP) 250 à 600Polychlorure de vinyle (PVC) rigide5 à 80Polychlorure de vinyle (PVC) souple 150 à 450Polystyrène (PS)5 à 75Polycarbonate (PC) 80 à 120Polytétrafluoroéthylène (PTFE)250 à 500Polyester (thermodurcissable) 250 à 1 500
Notes et références
Voir aussi Allongement (science des matériaux) Coefficient de Poisson Résistance à la rupture Ténacité
Catégorie:Résistance des matériaux