Éprouvette de coulée : moulée avec la pièce, pas découpée

Une éprouvette coulée avec le support répond à une seule question : qu’a fait cette coulée ? Elle partage la coulée et le cycle de four, si bien que l’essai de traction et les pièces portent le même numéro de coulée. Une éprouvette découpée dans la pièce finie répond à une autre question, et elle coûte un support. C’est pourquoi les ateliers de fonderie métallique qui travaillent en moulage à la cire perdue coulent l’éprouvette avec la pièce.

Ce que veut dire « coulée avec la pièce »

L’éprouvette n’est pas une commande à part. Elle est coulée dans la même poche, rattachée au même système d’alimentation, puis séparée après traitement thermique. Son étiquette porte le numéro de coulée des supports voisins. Ce lien transforme un résultat de traction en preuve de lot.

La marche avec la charge du four est inscrite dans la gamme, et la trempe comme le revenu passent avant l’étape de l’éprouvette. L’ordre se lit à l’envers tant qu’on ne l’a pas vu : les supports et l’éprouvette sont revenus ensemble, et l’éprouvette ne part à la scie qu’ensuite.

Ce que ce montage ne donne pas, c’est une affirmation sur un support pris isolément. L’éprouvette parle pour la coulée.

Où se place l’éprouvette dans le moule

Le support n’est pas d’une seule épaisseur. Il mesure 8–12 mm à la paroi et 25–30 mm dans le bossage où arrive la charge, deux cibles de conception. Le bossage se solidifie en dernier. Une éprouvette proche de la paroi mince refroidit vite, casse proprement à l’essai, et n’a jamais vu le milieu de la section épaisse.

La position compte plus que le nombre. Une éprouvette au bon endroit vaut mieux que trois sur le canal d’alimentation. La fiche de procédé doit nommer son emplacement et la section qu’elle représente ; si elle n’en dit rien, tranchez avant l’approbation du modèle, car c’est le moule qui fixe la position, pas la commande.

Même coulée, même traitement thermique

Trempe à 840–860 °C, revenu à 550–600 °C, corps maintenu dans HB 220–250. Ces fenêtres sont étroites. Une éprouvette revenue seule à 550 °C et une charge de supports à 600 °C sortent du four comme deux matériaux différents, séparés de 50 °C sur un même graphique.

La marche avec la charge supprime cet écart : une montée, un maintien, une ligne dans le dossier de lot. Le matériau derrière le dossier est l’acier 45 selon GB/T 699-2015 à l’état trempé et revenu, et la nuance seule ne fixe pas le résultat.

Demandez le diagramme de four portant le numéro de charge et l’étiquette de l’éprouvette. Un certificat qui dit « trempé et revenu », sans identité de charge, ne se rattache pas à l’éprouvette qui a été tirée.

ASTM A370 : ce que dit l’essai de traction

ASTM A370 est la méthode, pas la valeur d’acceptation. Elle fixe la façon dont l’éprouvette est tirée et ce que porte le rapport : limite d’élasticité, résistance à la traction, allongement, striction. Le plan fournit la valeur à laquelle ces résultats sont comparés, 355 MPa comme cible de conception et non comme propriété de la nuance.

Un rapport qui donne la traction sans la limite d’élasticité laisse la cible non vérifiée. Une valeur au-dessus de 355 MPa ne la remplace pas. Une éprouvette tirée selon une autre méthode, c’est un autre essai.

Trois champs décident si un certificat est utilisable : le numéro de coulée sur l’étiquette de l’éprouvette, la méthode citée comme ASTM A370, et un résultat de limite d’élasticité en MPa. Les deux premiers vous permettent de défendre le troisième des années plus tard.

L’écart que l’éprouvette ne comble pas

L’éprouvette et le corps refroidissent à des vitesses différentes. L’éprouvette a une section plus faible que le bossage de 25–30 mm : elle trempe à cœur tandis que le centre du bossage peut ne pas le faire. Cet écart a un coût : une éprouvette peut passer alors que le corps retombe sous 355 MPa, et rien sur le certificat ne le signale.

Une éprouvette plus grosse ne comble pas l’écart. La section doit être alimentée, et le corps doit être mesuré. La dureté dans HB 220–250, relevée sur le support et non sur l’éprouvette, est ce second enregistrement. Ce n’est pas une valeur de limite d’élasticité et elle ne s’y convertit pas. Ce qu’elle détecte, c’est la section épaisse qui n’a pas trempé, la seule défaillance que l’éprouvette ne peut pas rapporter.

Inscrivez trois points dans la commande : une éprouvette coulée avec la pièce et tirée selon ASTM A370, avec un rapport par coulée ; une position d’éprouvette sur la fiche de procédé ; et la dureté du corps relevée à des points nommés, comparée à HB 220–250. Tranchez les trois avant l’approbation du modèle.