Brevet FR2436986A1 — publié le 19800418

L'invention se situe dans le domaine de l'analyse dilatométrique d'echantillons métalliques et concerne plus précisément l'équipage de maintien de l'eprouvette. Les caractéristiques mecaniques des métaux, des aciers notamment, dépendent en particulier de la composition chimique et des traitements thermomécaniques subis. Il apparait donc intéressant de disposer de méthodes permettant de suivre l'évolution des états Structuraux d'échantillons métalliques au cours de cycles thermiques divers. L'analyse dilatométrique, par mesure des variations de longueur de l'échantillon étudie, fournit des renseignements précieux, cependant l'inertie thermique des dilatomètres actuels et les perturbations introduites par les objets entourant l'éprouvette,notamment, introduisent une limitation aux possibilités d'investigation de cette méthode. Le but de la présente invention est précisément de fournir un équipage dilatométrique perfectionné permettant de minimiser considérablement ces perturbations. A cet effet, l'invention a pour objet un équipage de maintien et de transmission de la dilatation d'une éprouvette de dilatométrie comprenant : - un support principal constitué "d'un tube en forme de U et d'un poussoir inferieur solidaire l'une de-ses extrêmités de la la branche transversale et disposé entre les montants du Us - un palpeur de mesure-constitue.d-'un tube-coulissant sur l'un des montants du support principal et d'un poussoir superieufso'lidaire à.l'une de ses extrê- mités du tube coulissant et excentré par rapport 'ace 'dernier de manière que son extrémité libre sot disposée face à l4extrémité libre du poussoir inférieur, l'éprouvette,,étant plaçée entre lesdites extremités. Selon un mode de,:réal isa,tion, avantageux du di dispositif suivant l'invention, le poussoir inférieur et le tube en:U ont même axe de symétrie. De preference les poussoirs sont de petites dimensions par-rapport au tube en U et au tube coulissant et leur section est inférieure à celle de-l'éprou- vette au niveau de la face d'appui. Comme on le comprend, les perfectionnements selon l'invention ont essentiellement pour effet d'éviter, au cours du chauffage et du refroidissement de l'é- prouvette, qu'un certain nombre d'effets parasites ne viennent perturber la mesure des variations de longueur de cette dernière. D'une part la symétrie du montage et en particulier la forme en U du support principal empêchent sa déformation au cours du chauffage. L'inclinaison relative de l'éprouvette par rapport au dispositif de mesure-de dilatation est donc respectee au cours des cycles thermiques et, par conséquent, on élimine une cause d'erreur possible sur la mesure de variation de longueur. D'autre part, l'éprouvette étant serrée entre deux poussoirs de faibles dimensions, seules ces portions du montage sont soumises au même flux thermique que l'éprouvette.Le tube en U et le tube coulissant, excentré par rapport au poussoir supérieur, reçoivent une quantité de chaleur beaucoup plus faible. Le coefficient de dilatation de la silice, généralement employee pour réaliser le montage, étant environ vingt fois plus faible que celui de l'acier, on conçoit facilement que la dilatation de l'équi- page, réduite pratiquement à celle des poussoirs, soit negligeable devant celle de l'éprouvette. Cela conduit, par rapport aux dispositifs classiques, à une amélioration sensible de la précision des mesures et permet d'utiliser des éprouvettes de petites dimensions, donc de faible inertie thermique.De plus, le contact entre l'éprouvette et le dispositif de maintien et de transmission de la dilatation est réduit a celui des extremites des poussoirs, généralement de forme sensiblement hémisphérique, avec les faces inférieure et supérieure de l'éprouvette. Ces faibles surfaces de contact limitent considerablement les échanges thermiques entre le montage et l'éprouvette et assurent à cette dernière, en dépit de la grande inertie thermique de la silice, une homogénéité de température satisfaisante. Enfin les faibles dimensions des poussoirs, pratiquement seuls chauffés, reduisent considerablement la quantité de chaleur rayonnée sur l'éprouvette et, par conséquent, cette dernière peut être soumise à des cycles thermiques complexes et précis sans que la présence de l'équipage n'apporte de perturbation sensible. L'invention sera de toutes façons bien comprise, au vu de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple purement illustratif en référence à la planche de dessin annexée sur laquelle la figure unique schematise un mode de réalisation particulièrement avantageux du dispositif selon l'invention. Sur cette figure, on a représenté en 1 le support principal, tube de silice en forme de U ; au centre de sa branche transversale est rapporté le poussoir inférieur 2 également en silice. Un tube coulissant 3, de préférence une tige rodée à frottement doux, est disposée autour de l'un des montants du U. Ce tube 3 est muni, à son extrémité voisine de la branche transversale du U, d'une tige de silice 4, excentrée par rapport au tube 3, constituant le poussoir supérieur. A son autre extrémité il est solidaire d'un plateau 5 sur lequel vient s'appuyer un palpeur 6 qui transmet les variations de longueur à un capteur de déplacement, par exemple un capteur inductif, non représenté. Le poussoir supérieur 4 est conformé de manière que son extremite libre puisse être placée en face de l'extrémité libre du poussoir 2. Entre ces deux extrémités, de forme sensiblement hémisphérique et de petites dimensions est pincée l'éprouvette 7. Les faces de l'éprouvette en contact avec les poussoirs n'ont pas besoin de recevoir de préparation spéciale. Le poids du montage, qui doit cependant être tres faible pour assurer un bon coulissement du tube 3 sur le support 1 et minimiser le fluage de l'éprouvette à température élevée, suffit, compte tenu de la symétrie, de l'ensemble, pour maintenir de façon satisfaisante l'éprouvette 7. Le support principal 1 est fixé dans une pièce 8, percée d'un passage pour le palpeur 6, destinée à assurer le positionnement de l'équipage et de l'éprou- vette dans le dilatomètre et notamment dans le four. Ce dernier est de préférence un four à rayonnement entourant le montage de manière que le rayonnement converge sur l'éprouvette. Ainsi seules sont susceptibles d'atteindre une température élevée les portions des poussoirs 2 et 4 situées dans l'axe de l'éprouvette 7. Ces dernières, comme on le voit sur la figure, sont très petites et introduisent de ce fait une imprécision très faible, généralement négligeable, dans les lois thermiques imposées. D'autre part, ainsi que cela apparait clairement sur la figure, l'espace autour de l'éprouvette est dégagé, seul le support principal l'entourant. Cette disposition permet de placer dans le four, autour de l'éprouvette, un dispositif de refroidissement relativement encombrant, mais extrêmement efficace, tel que celui décrit dans la demande de brevet 78/18 499 qui permet une mise en température très rapide de l'éprouvette. L'invention ne saurait être limitée, dans sa portée à l'exemple consideré, en particulier le poussoir supérieur peut être de forme plus complexe, presenter notamment plusieurs courbures à condition que ses dimensions soient faibles par rapport au reste de l'équipage et que son extrêmité libre puisse etre placée face à l'extrémité libre du poussoir inferieur. REVENDICATIONS 1) Equipage de maintien et de transmission de la dilatation d'une eprouvette de dilatométrie, caractérisé en ce qu'il comprend - un support principal constitue d'un tube en forme de U et d'un poussoir inférieur, solidaire à l'une de ses extrémités de la branche transversale et disposé entre les montants du U - un palpeur de mesure constitué d'un tube coulissant sur l'un des montants du support principal et d'un poussoir supérieur, solidaire à l'une de ses extrémités du tube coulissant et excentré par rapport à ce dernier de manière que son extrémité libre soit disposée face à l'extrémité libre du poussoir supérieur, l'éprouvette etant placee entre lesdites extrémités. 2) Equipage selon la revendication 1 caractérisé en ce que le poussoir inférieur et le tube en U ont même axe de symétrie. 3) Equipage selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les poussoirs sont de petites dimensions par rapport au tube en u et au tube coulissant. 4) Equipage selon la revendication 3 caractérisé en ce que la section des poussoirs est inférieur à celle de l'éprouvette au niveau de la face d'appui. 5) Equipage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les extrémités libres des poussoirs sont de forme sensiblement hémisphérique. 6) Equipage selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le matériau employé pour sa réalisation est la silice.