La norme « ASTM G133 Standard Test Method for Sliding Wear of Linear Reciprocating Bille-Flat Surface », développée par l'American Society for Testing and Materials (ASTM), décrit une méthode de test permettant de déterminer l'usure par glissement des céramiques, des métaux et d'autres matériaux candidats résistants à l'usure à l'aide d'une géométrie de surface plane à bille linéaire et alternative.
Le sens du mouvement relatif entre les surfaces de glissement s'inverse périodiquement, de sorte que le glissement se produit en ligne droite. Les principales grandeurs d'intérêt sont les volumes d'usure des matériaux de la bille en contact et de l'éprouvette plate. Cependant, le coefficient de frottement cinétique peut également être mesuré selon la méthode décrite. Cette méthode d'essai couvre les procédures d'essai lubrifiées et non lubrifiées. Cependant, elle ne couvre pas les essais réalisés en environnements corrosifs ou chimiquement agressifs.
Cette méthode d'essai est conçue pour simuler la géométrie et les mouvements de nombreux composants de frottement dont le fonctionnement normal entraîne des inversions périodiques de la direction de glissement relative. L'usure résultant de ce type de mouvement peut différer de celle observée lorsque les mêmes matériaux glissent continuellement dans une seule direction (glissement unidirectionnel), même pour des temps de contact comparables. Les charges et vitesses d'essai doivent être déterminées en fonction de la rigueur de l'application envisagée ou de l'objectif de l'essai. Deux séries de conditions d'essai (procédures A et B) peuvent être utilisées pour ces essais.
Cette méthode d'essai simule l'usure des composants soumis à des inversions périodiques de mouvement de glissement, fréquentes dans les systèmes tribologiques réels tels que les composants de moteurs, les freins et les embrayages. La norme ASTM G133 est largement utilisée dans des secteurs tels que l'automobile, l'aérospatiale et l'industrie manufacturière pour évaluer la durabilité des matériaux dans des conditions d'usure spécifiques.
La norme ASTM G133 décrit une méthode contrôlée de mesure de l'usure par glissement en mouvement linéaire alternatif. L'essai consiste à frotter une éprouvette supérieure sphérique contre une éprouvette inférieure plate, le sens du mouvement étant périodiquement inversé. Les principaux paramètres d'intérêt sont les volumes d'usure de la bille et des éprouvettes plates, mais le coefficient de frottement cinétique peut également être mesuré. Cette norme prend en charge les conditions d'essai lubrifiées et non lubrifiées, ce qui la rend polyvalente pour diverses applications.
Cette méthode d'essai est conçue pour reproduire la géométrie et le mouvement des composants soumis à un glissement alternatif. Cela la distingue des essais de glissement unidirectionnel, tels que la norme ASTM G99. Cette distinction est essentielle car le comportement à l'usure peut varier considérablement en raison des inversions de contrainte et des transitions vers une vitesse de dérive nulle lors des essais lubrifiés. Cette norme est particulièrement utile pour évaluer l'usure des systèmes où les inversions de mouvement sont fréquentes, comme les roulements, les joints ou les segments de piston. Les conditions d'essai, telles que la charge et la vitesse, sont adaptées à la rigueur de l'application prévue.
La méthode d’essai ASTM G133 comprend ces étapes de base :
La norme ASTM G133 est utilisée dans les industries pour :
Cependant, cette norme présente certaines limites :
Des recherches ont mis en évidence les difficultés de calcul du volume d'usure selon la méthode d'essai ASTM G133, notamment lorsque les traces d'usure sont irrégulières. Une étude a suggéré des améliorations pour réduire les erreurs de détermination du volume d'usure de 106 % à 17 % en améliorant les méthodes de mesure, notamment en adoptant la topographie 3D au lieu de la profilométrie traditionnelle.
Par conséquent, la norme ASTM G133 offre un cadre robuste pour l'évaluation de l'usure par glissement dans les systèmes alternatifs, fournissant des informations précieuses sur la performance des matériaux en conditions réelles. Sa polyvalence, permettant des essais en conditions lubrifiées et non lubrifiées, fait de cette norme un outil essentiel pour les scientifiques et les ingénieurs en matériaux. Cependant, les utilisateurs doivent garantir des techniques de mesure et des contrôles environnementaux précis pour optimiser l'exactitude.
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