Qu'est-ce que Fretting ?
Le test de fretting est un test dans lequel un mouvement de glissement répété à l'échelle micrométrique est appliqué entre deux surfaces pressées l'une contre l'autre, examinant les dommages et l'usure de la surface qui en résultent. Il représente l'usure par contact et la corrosion par contact observées dans les joints soumis à des vibrations.
Objectif de Fretting
L'objectif est d'évaluer le risque de dommages causés par les micro-mouvements sur les surfaces d'ajustement et de joint exposées aux vibrations, en soutenant le choix du matériau, du revêtement et du lubrifiant.
À quels produits Fretting s'applique-t-il ?
- Contacts et connecteurs électriques
- Surfaces des roulements et des tourillons
- Joints à pression
- Fixations automobiles exposées aux vibrations
- Formulations de graisses et de lubrifiants
Dans quels secteurs Fretting est-il utilisé ?
Normes relatives à Fretting
- ASTM G204
- ASTM D4170
- ISO 22696
Conditions de Fretting
- Amplitude de glissement
- Amplitude de l'ordre du micron, telle que définie (généralement 10–100 µm)
- Fréquence
- Fréquence de mouvement répété définie dans le cahier des charges
- Charge normale
- Charge constante représentant la pression de contact
- Nombre de cycles
- Défini dans le cahier des charges
Équipement pour Fretting
- Machine d'essai de frettage
- Système de mesure de déplacement et de force haute résolution
- Microscope optique et profilomètre
- Appareil de mesure de résistance de contact (pour contacts électriques)
Exigences d'échantillon pour Fretting
- La paire de contacts doit représenter l'application réelle
- La rugosité de la surface et l'épaisseur du revêtement doivent être enregistrées
- Pour les contacts électriques, la valeur initiale de la résistance de contact doit être mesurée
- Généralement au moins trois répétitions
Durée de Fretting
Cela dépend du nombre de cycles. Les tests comportant des centaines de milliers de cycles peuvent prendre plusieurs jours.
Procédure de Fretting
- 1La paire de contacts est préparée et les valeurs initiales sont mesurées.
- 2Une charge normale est appliquée et l'amplitude est définie.
- 3Un mouvement répété est démarré à la fréquence définie.
- 4La force de friction et la résistance de contact si nécessaire sont surveillées en permanence.
- 5Une fois les cycles terminés, les surfaces sont examinées au microscope.
- 6La trace d'usure, l'accumulation d'oxyde et le type de dommage sont évalués.
Critères d'acceptation de Fretting
Le critère d'acceptation est donné dans la spécification comme une augmentation maximale de la résistance de contact, une profondeur d'usure maximale ou l'absence de dommages après un nombre spécifié de cycles.
Évaluation des résultats
Les dommages causés par le fretting se manifestent généralement par une accumulation de débris d'oxyde et une dégradation locale de la surface. Dans les contacts électriques, une augmentation de la résistance de contact est le principal indicateur.
Rapport de Fretting
- Norme appliquée
- Amplitude, fréquence, charge et nombre de cycles
- Informations sur la paire de contacts et le revêtement
- Courbes de frottement et de résistance de contact le cas échéant
- Images des dommages de surface et profil de la piste
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 connecteurs et des fixations
- Normes OEM automobiles
Mekanik Testler — Que couvre ce domaine d'essai ?
La section ci-dessous décrit le domaine auquel appartient l'essai Fretting ; 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 Fretting
Quelle est la différence entre le fretting et l’usure normale ?
Le fretting se produit lorsque l’amplitude du glissement est bien inférieure à la surface de contact. Les débris d'usure ne peuvent pas s'échapper de la zone de contact et s'accumulent ; le mécanisme d'endommagement diffère donc du glissement continu.