Comment les températures extrêmes affectent-elles les performances des fixations en acier ?

Risque de rupture fragile : à des températures inférieures à la température de transition ductile à fragile (DBTT), les fixations en acier deviennent très sensibles à la rupture fragile. Il s’agit d’un mode de défaillance catastrophique caractérisé par peu ou pas de déformation plastique avant la défaillance. Pour atténuer ce risque, les fixations destinées aux applications à basse température doivent être sélectionnées en fonction de leurs propriétés de ténacité à basse température, telles que les valeurs d'énergie d'impact Charpy.

Ductilité réduite : La ductilité de l'acier diminue considérablement à basse température, ce qui rend le matériau moins capable d'absorber de l'énergie et de se déformer plastiquement avant de se briser. Cela peut conduire à une défaillance prématurée dans des conditions de chargement cyclique ou d'impact. Pour résoudre ce problème, les fixations peuvent être conçues avec une section transversale accrue ou sélectionnées à partir de matériaux présentant une ductilité à basse température intrinsèquement plus élevée.

Contrainte thermique : des changements rapides de température peuvent induire des contraintes thermiques au sein de la fixation, ce qui peut exacerber les effets des basses températures sur les propriétés du matériau. Des mesures appropriées d’isolation et de contrôle de la température doivent être mises en œuvre pour minimiser les gradients et les contraintes thermiques.

Dégradation de la résistance : À mesure que la température augmente, la limite d'élasticité et la résistance à la traction ultime des fixations en acier diminuent généralement. Cette réduction de la résistance peut compromettre la capacité de la fixation à résister aux charges et à maintenir l'intégrité structurelle. Pour compenser, les fixations destinées aux applications à haute température doivent être sélectionnées en fonction de leurs propriétés de résistance aux températures élevées.

Fluage et relaxation : À des températures élevées, les fixations en acier peuvent subir un fluage et une relaxation, entraînant une déformation progressive et une perte de précharge. Cela peut réduire considérablement l’efficacité de la fixation à maintenir l’intégrité du joint. Pour atténuer le fluage et la relaxation, les fixations peuvent être conçues avec des sections transversales plus grandes ou sélectionnées parmi des matériaux présentant une résistance améliorée au fluage.

Oxydation et corrosion : des températures élevées accélèrent l'oxydation et la corrosion de l'acier, entraînant une dégradation des matériaux et une défaillance potentielle. Des traitements de surface appropriés, tels que la galvanisation ou l'application de revêtements résistants à la corrosion, peuvent contribuer à prolonger la durée de vie des fixations dans des environnements à haute température.

Expansion thermique : Les températures élevées provoquent une dilatation de l’acier, ce qui peut entraîner des changements dimensionnels et des problèmes potentiels d’ajustement et de fonctionnement. Les concepteurs doivent tenir compte de la dilatation thermique lors de la sélection des fixations et de la spécification des procédures d'installation.

Sélection des matériaux : sélectionnez soigneusement les fixations en fonction de la plage de température spécifique et des conditions environnementales auxquelles elles seront confrontées. Tenez compte de facteurs tels que la ténacité à basse température, la résistance à température élevée, la résistance au fluage et la résistance à la corrosion.

Considérations de conception : Concevoir des fixations avec des sections transversales et des géométries appropriées pour s'adapter aux effets des températures extrêmes. Pensez à utiliser des indicateurs de précharge ou des mécanismes de verrouillage pour maintenir la précharge dans les applications à haute température.

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