ANALYSE DE DÉFAILLANCES Selon leur mode de rupture, les défaillances sont classées en deux grandes catégories:

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1 ANALYSE DE DÉFAILLANCES Selon leur mode de rupture, les défaillances sont classées en deux grandes catégories: Ruptures brutales sous chargement monotone statique, ou sous l effet d un choc. Elles sont soit du type fragile, c est à dire sans déformation macroscopique de la pièce, soit du type ductile, c est à dire avec existence d une striction et d un allongement permanent, Ruptures progressives de fatigue sous sollicitations d'amplitude variable. L examen visuel d une vis rompue permet de distinguer ces modes de rupture : Rupture brutale ductile Surcharge Rupture brutale fragile Fragilisation par hydrogène Rupture par fatigue Flexion alternée : Défaut de serrage Si l analyse visuelle n est pas suffisamment précise, on peut avoir recours à des outils comme le microscope électronique à balayage qui nous permettra d identifier, entre autre, le mode de décohésion du métal. Faciès à cupules (Rupture brutale ductile) Faciès intergranulaire (Rupture brutale fragile) Faciès à stries (Rupture par fatigue) L analyse des faciès de rupture (à l œil ou à l aide de moyens de laboratoire comme la microscopie électronique) permet de «faire parler la pièce». On peut ainsi définir le mode d endommagement (rupture, usure, corrosion), le type de sollicitations appliqué (traction, flexion ou torsion), mais aussi de révéler des anomalies géométriques, métallurgiques et/ou de fonctionnement.

2 Rupture par fatigue Rupture par corrosion sous contraintes Rupture par fragilisation par hydrogène

3 SYNTHESE SUR LES DEFAILLANCES DES ASSEMBLAGES VISSES Les assemblages mécaniques vissés prennent une part très importante dans les techniques de liaison des constructions métalliques et mécaniques. Les éléments d assemblage participent aux efforts appliqués au même titre que les pièces qu ils relient. Ils peuvent être soumis en service, à des contraintes statiques, dynamiques, de frottement, et doivent résister à divers milieux agressifs. Il faut donc leur conférer des propriétés mécaniques et une résistance à la corrosion adaptée. Les vis en particulier, sont donc après mises en forme, le plus souvent, traitées thermiquement pour leur donner les caractéristiques mécaniques désirées, elles peuvent recevoir ensuite un traitement de surface pour les protéger contre la corrosion, mais aussi pour leur apporter des propriétés de frottement. Au cours de ces différentes étapes, mais aussi lors des phases de montage et de fonctionnement, des facteurs externes sont susceptibles de modifier leur comportement, entraîner leurs dégradations et par conséquent celles des assemblages. Au cours de ces trente dernières années les laboratoires d expertises du CETIM ont pu analyser de nombreuses vis dégradées, rompues, corrodées, usées, etc. L étude des différentes expertises réalisées permet de mettre en lumière, les modes de dégradations principaux des assemblages vissés et leurs causes. Elle montre aussi une évolution, dans le temps de la répartition des modes d endommagement, et traduit l influence plus grande de nouvelles technologies de production (usinage, traitements sous atmosphère ) ainsi que la diversification des sources d approvisionnement, tant pour les matières premières que pour les sous-traitants.

4 Les statistiques réalisées sur les ruptures des assemblages vissés provenant de divers secteurs industriels, révèlent que près de la moitié des cas peut être attribuée à des phénomènes de fatigue. On constate, cependant une inversion de tendance en 2005 par rapport à une précédente statistique réalisée en Le pourcentage de ruptures par fatigue est en baisse. Ceci peut s expliquer par une prise en compte, par les industriels des facteurs influant que sont, en particulier, la conception et la qualité du serrage, pour ce mode d endommagement. L autre part des dégradations concerne les ruptures brutales parmi lesquelles les ruptures différées entrent pour la moitié. C est à dire que 25% des dégradations de vis se produisent par rupture différée. Le phénomène est insidieux car il intervient un certain temps après l assemblage. Contrairement au phénomène de fatigue, cet aspect de dégradation est en croissance. A notre avis, le phénomène est lié, à une moins bonne connaissance des phénomènes déclenchant, associés à des facteurs économiques (approvisionnement, sous-traitance), mais aussi à des impératifs de production. L origine principale de la rupture différée est le phénomène de fragilisation par hydrogène qui touche particulièrement les aciers à haute résistance. Pour les vis, des précautions doivent être prises à partir de la classe La source principale d introduction de l hydrogène se situe pendant les phases de traitement de surface (décapage, revêtement électrolytique). Des traitements de dégazage avec des paramètres adaptés doivent être réalisés au plus tôt pour éviter les dégradations. Le phénomène de fragilisation par hydrogène a aussi été rencontré sur des pièces non revêtues ce qui montre que la pénétration de l hydrogène peut avoir lieu par exemple, lors du traitement thermique (austénitisation sous atmosphère). S il est réalisé rapidement, moins d une heure après la trempe, le revenu peut jouer le rôle de traitement de dégazage. Dans les normes de traitement de surface, des indications sur les paramètres de dégazage sont mentionnées (norme ISO 9588 de novembre 1999). Cependant, dans la plupart des cas, les sous-traitants ne respectent pas les règles de base concernant les précautions à prendre lors de cette opération. Pour les cas où la fragilisation se produit lors du traitement thermique, il n y a aucune norme, seules existent, les règles de l art. Les cas de corrosion sous contrainte rencontrés, sont dus le plus souvent à la mise en contact accidentelle d un milieu agressif déclenchant avec le corps de la vis qui est obligatoirement contraint par l opération de serrage. Les autres modes de ruptures brutales sont liés essentiellement à des surcharges au montage ou en service. BOURGES (Siège social) 9, boulevard Lahitolle BOURGES Téléphone : > Aluminium Tél. : aluminium@cetimcertec.com > Composites Tél. : composites@cetimcertec.com > Responsable commerciale Tél. : gaelle.desfosses@cetim- > Conception Tél. : conception@cetimcertec.com > Prototypage Rapide Tél. : prototypage@cetim-cetimcertec.com > Rétrofit Tél. : retrofit@cetim-certec.com

5 certec.com ORLEANS 3, rue de Saint-Amand ORLEANS CEDEX 2 Téléphone : > Métallurgie & Expertise metal@cetim-certec.com > Formation catalogue > Formation à la carte formation@cetimcertec.com > Soudage : Conseil, Expertise et Formation soudage@cetim-certec.com BLOIS 8, rue de l'azin BLOIS Téléphone : Fax : > Métrologie Tél. : Fax : metrologie@cetim-certec.com > Soudage : Formation gestuelle et robotique Tél. : Fax : soudage@cetim-certec.com CETIM Saint-Etienne Etablissement 7, Rue de la Presse BP SAINT ETIENNE Cedex 9 Tél. : Fax :