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"FILS D'ACIER. LEUR PROCEDE DE PRODUCTION ET
PNEUMATIQUES UTILISANT CES FILS"
ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION 1 . Domaine de l'invention
La présente invention se rapporte à un fil d'acier utilisé en câble d'acier, ressort, câble pour pneumatiques ou autres, de préférence utilisé pour le renforcement d'articles en caoutchouc et, en particulier, à un fil d'acier présentant une excellente résistance à la fatigue et à un procédé de production de ce fil, ainsi qu'à un pneumatique utilisant ce fil.
2. Description de la technique
Généralement, les fils d'acier utilisés comme câbles d'acier, ressorts, câbles (tringles) pour pneumatiques ou autres doivent posséder diverses propriétés. Par exemple, l'allégement du pneumatique est impérativement imposée pour cause de récents aspects environnementaux, en particulier pour favoriser une réduction de consommation des automobiles, et il faut dès lors améliorer la résistance du fil d'acier en tant que matériau de départ dans la constitution du pneu, afin de réduire la quantité de fil d'acier à utiliser.
Pour améliorer la résistance du fil d'acier, on a adopté une méthode consistant à augmenter la teneur en C du fil d'acier, une méthode consistant à augmenter la teneur en Mn ou Cr du fil d'acier, etc.
Par exemple, si l'on a utilisé une tige d'acier à usage général contenant de 0,79 à 0,86% en masse de C, de 0,15 à 0,35% en masse de Si et de 0,30 à 0,60% en masse de Mn, comme le type SWRH82A, comme matériau de départ du fil d'acier conventionnel, l'utilisation d'une tige
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d'acier contenant de 0,8 à 0,9% en masse de C, de 0,1 à 1,5% en masse de Si et de 0,1 à 1,0% en masse de Mn, ou d'une tige d'acier contenant de 0,9 à 1,1% en masse de C, un maximum de 0,4% en masse de Si, un maximum de 0,5% en masse de Mn et de 0,1 à 0,3% en masse de Cr a été proposée pour améliorer la résistance.
Ce fil d'acier à haute résistance présente toutefois une ductilité médiocre et pose des problèmes, car sa résistance à la fatigue devient insuffisante. Ceci signifie que lorsque des produits utilisant un tel fil d'acier, en particulier des pneus soumis à un environnement sévère, sont soumis à des déformations répétitives de flexion, en particulier lorsqu'une contrainte de flexion ou similaire est appliquée au fil d'acier, il se forme aisément des fissures sur la surface de ce fil d'acier et ceci peut entraîner la rupture du fil d'acier et, par là même, des problèmes tels qu'une rupture de nappe, un cisaillement latéral et autres, qui réduisent la longévité du pneu.
De même, une tige d'acier fortement allié par élévation de le teneur en C etc. présente une ductilité médiocre, de sorte que lorsque l'on extrude cette tige d'acier pour produire un fil d'acier, les ruptures du fil sont fréquentes et la production elle-même devient aléatoire.
A cette fin, on a jusqu'à présent visé à prévenir les ruptures de fil par un procédé d'étirage progressif par voie humide. Comme le montre la Fig. 1, le procédé d'étirage progressif par voie humide utilisant une filière 4 à chaque étape est efficace pour prévenir la rupture du fil pendant l'étirage par un procédé dans lequel un fil d'acier 3 est alternativement étiré à chaque étape entre des cabestans d'entraînement, sur des cabestans d'entraînement à plusieurs étages 2a, 2b placés dans un liquide lubrifiant 1.
Toutefois, les fils d'acier obtenus par ce procédé d'étirage progressif par voie humide, et en particulier les fils d'acier obtenus par étirage de tiges d'acier au carbone d'une teneur en carbone d'au moins
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0,6% en masse, présentent l'inconvénient du fait que, lorsque l'on utilise plusieurs de ces fils pour produire un câble d'acier, les ruptures de fils sont fréquentes lors du processus de torsion de ces fils.
RESUME DE L'INVENTION
L'invention a dès lors pour but de procurer un fil d'acier réalisant à la fois une amélioration de la résistance et une amélioration de la résistance à la fatigue, afin de procurer la réduction de poids et l'amélioration de la durabilité des produits utilisant ce fil d'acier, en particulier des articles en caoutchouc utilisant ce fil d'acier comme élément de renforcement.
L'invention a également pour but de procurer un procédé d'étirage pour l'obtention de fils d'acier présentant une haute résistance et une grande ductilité, à partir de tiges d'acier telles qu'une tige d'acier à haute teneur en carbone.
Un premier aspect de l'invention procure un fil d'acier d'un diamètre maximum de 0,40 mm, d'une résistance à la traction d'un minimum de 4000 MPa et d'un nombre de torsion minimum de 15.
Dans une réalisation préférentielle de ce premier aspect, le diamètre n'est pas supérieur à 0,35 mm et la résistance à la traction n'est pas inférieure à 4300 MPa, plus particulièrement à 4500 MPa.
Dans une autre réalisation préférentielle de ce premier aspect, le nombre de torsion n'est pas inférieur à 20.
Un autre aspect de l'invention procure un procédé de production d'un fil d'acier tel que défini dans le premier aspect de l'invention, en soumettant une tige d'acier à l'étirage progressif par voie humide, dans lequel au moins la dernière étape de l'étirage progressif par voie humide est opérée au moyen d'une filière présentant une paroi périphérique interne constituée d'un insert de diamant monocristallin ou d'un insert de diamant fritté, où la granulométrie du diamant est pas inférieure à 10 m.
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Dans une réalisation préférentielle du deuxième aspect, une quantité d'étirage de fil #n représentée par l'équation ci-après n'est pas inférieure à 4,0 à l'étape finale de l'étirage progressif par voie humide :
En = 2 * ln(do/dn) dans laquelle do est le diamètre de la tige avant l'étirage progressif par voie humide dn est le diamètre du fil débité par la filière a à la n-ième étape.
Dans une autre réalisation préférentielle du deuxième aspect, on utilise des filières présentant une paroi périphérique intérieure constituée d'un insert de diamant monocristallin ou d'un insert de diamant fritté où la granulométrie du diamant n'est pas inférieure à 10 m, dans les étapes de l'étirage progressif par voie humide où la quantité d'étirage de fil #n représentée par l'équation ci-après n'est pas inférieure à 4,0 :
En = 2 * In(d0/dn) dans laquelle do est le diamètre de la tige avant l'étirage progressif par voie humide dn est le diamètre du fil débité par la filière a à la n-ième étape.
Dans l'autre réalisation préférentielle du deuxième aspect, on utilise des filières présentant une paroi périphérique intérieure constituée d'un insert de diamant monocristallin ou d'un insert de diamant fritté où la granulométrie du diamant n'est pas inférieure à 10 m comme filières débitant des fils dont la résistance à la traction n'est pas inférieure à 4000 MPa.
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Dans une autre réalisation encore du deuxième aspect, la granulométrie du diamant dans l'insert de diamant fritté n'est pas inférieure à 15 m.
Dans une autre réalisation préférentielle du deuxième aspect, la filière présente un angle d'approche de 6 à 12 , de préférence de 7 à 10 , et une longueur portante correspondant à 30-50% du diamètre du fil débité par la filière.
Dans l'autre réalisation préférentielle du deuxième aspect, la tige d'acier présente une teneur en carbone d'un minimum de 0,60% en masse, de préférence d'un minimum de 0,80% en masse.
Un troisième aspect de l'invention procure un pneumatique comportant une carcasse s'étendant entre une paire de bourrelets et une ceinture comprenant plusieurs couches de ceinture superposées sur la carcasse, caractérisé en ce que le fil d'acier défini dans le premier aspect de l'invention est utilisé comme élément de renfort de la carcasse et/ou de la ceinture, ou qu'une tringle d'acier obtenue par torsade d'une multiplicité de fils d'acier définis dans le premier aspect de l'invention est utilisée comme élément de renfort de la carcasse et/ou de la ceinture.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
L'invention est décrite avec référence aux dessins en annexe, où:
La Fig. 1 est une vue schématique illustrant un étirage par voie humide du type progressif;
La Fig. 2 est un graphique qui montre la relation entre le nombre de torsions du fil d'acier et le rapport de rupture lors de l'essai de flexion;
La Fig. 3a est une coupe partielle en perspective d'une filière;
La Fig. 3b est une vue en coupe partielle en perspective d'un insert utilisé dans la filière;
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La Fig. 4 est une vue schématique d'une filière d'étirage ;
La Fig. 5 est une coupe schématique d'une réalisation du pneumatique selon l'invention; et
La Fig. 6 est une vue schématique qui illustre la mesure de la résistance de boucle d'un fil d'acier.
DESCRIPTION DES REALISATIONS PREFERENTIELLES
Le fil d'acier selon l'invention présente un diamètre maximum de 0,40 mm, de préférence d'un maximum de 0,35 mm, une résistance à la traction d'au moins 4000 MPa, de préférence d'au moins 4300 MPa et plus particulièrement d'au moins 4500 MPa, et un nombre de torsions d'au moins 15, de préférence d'au moins 20.
La raison pour laquelle le diamètre du fil d'acier est limité à un maximum de 0,40 mm est due au fait que, lorsque l'on utilise comme élément de renforcement un fil d'acier d'un diamètre supérieur à 0,40 mm, la contrainte de compression provoque aisément la rupture.
De manière générale, des fils d'acier d'une résistance à la traction inférieure à 3700 MPa ont été utilisés comme éléments de renforcement dans des articles en caoutchouc, en particulier des pneumatiques. Par contre, l'invention procure des fils d'acier présentant une résistance à la traction nettement supérieure à la valeur conventionnelle, à savoir une résistance à la traction d'un minimum de 4000 MPa, de sorte que lorsque ces fils sont utilisés, par exemple, dans la ceinture d'un pneu, il est possible de réduire la quantité de fil utilisée de non moins de 20% vis-à-vis du cas où l'on utilise des fils d'acier conventionnels dans la ceinture, pour une même résistance du pneu.
Dans le fil d'acier conventionnel, la résistance requise de l'élément de renfort est assurée en torsadant ces fils pour former un câble à structure multicouche ou structure toronnée. Lorsque l'on utilise le fil d'acier selon l'invention, la résistance est assurée, même si l'on réduit le nombre de fils constituant le câble, ce qui permet de simplifier la
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structure du câble et, par là même, d'abaisser sensiblement le coût de production du câble.
Le terme "nombre de torsions" tel qu'il est utilisé ici désigne une valeur numérique obtenue par application d'une torsion à un fil d'acier de 100 mm de longueur sous une tension de 1 kgf à 60 tours/minute, pour mesurer le nombre de tours réalisés avant l'apparition de fissures dans le fil, le nombre de tours mesuré étant alors converti par longueur de fil correspondant à 100 fois le diamètre du fil. Plus le nombre de torsions est élevé, plus la ductilité est importante.
Dans le cas des pneus, la rupture de ceinture, le cisaillement latéral et autres constituent des problèmes sérieux, qui sont induits par une sollicitation de flexion locale appliquée au fil d'acier ou au câble d'acier utilisé comme élément de renfort. Ces problèmes peuvent dès lors être avantageusement évités lorsque le fil d'acier utilisé comme élément de renfort présente une ductilité satisfaisante.
La Fig. 2 montre des résultats étudiés sur la relation entre le nombre de torsions et le rapport de rupture en essai de flexion, pour un fil d'acier d'un diamètre de 0,34 mm et d'une résistance à la traction de 4300 MPa. Le terme de "rapport de rupture en essai de flexion", tel qu'il est utilisé ici, désigne le rapport provoquant la rupture lorsque le fil d'acier est soumis à un certain nombre de flexions. Plus la valeur du rapport de rupture est faible, plus la durabilité est grande sous des sollicitations de flexion, et il est avantageux d'améliorer la résistance à la rupture de ceinture et la résistance au cisaillement latéral. Comme le montre la Fig. 2, le rapport de rupture en essai de flexion commence à être important lorsque le nombre de torsions approche 20, et augmente rapidement lorsque le nombre de torsions est inférieur à 15.
C'est pourquoi, selon l'invention, la torsion dans le fil d'acier est limitée à un minimum de 15, de préférence à un minimum de 20.
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Les fils d'acier selon l'invention présentant les propriétés spécifiques ci-avant sont produits par étirage progressif par voie humide, comme exposé ci-après.
Dans le procédé d'étirage progressif par voie humide, on utilise un alliage à haute dureté tel qu'un alliage WC-Co ou similaire, ou un corps en diamant fritté, d'une granulométrie relativement faible, comme insert constituant la paroi périphérique intérieure de la filière.
Toutefois, lorsque l'on utilise l'insert en alliage à haute dureté ou le corps diamanté fritté, le coefficient de friction entre la tige d'acier et l'insert de la filière devient élevé, la force de traction de l'étirage devient importante et provoque une fragilité par suite d'un durcissement anormal de la surface de la tige d'acier, provoqué par un échauffement, et l'on n'obtient pas la ductilité nécessaire; il se produit alors une rupture du fil à l'étape subséquente d'étirage ou de torsion. En particulier, la rupture de fil susmentionnée peut se produire lorsque le fil d'acier d'un diamètre maximal de 40 mm est produit à partir d'une tige d'acier contenant au moins 0,60% en masse de carbone.
Selon l'invention toutefois, au moins une étape finale de l'étirage progressif par voie humide illustré à la Fig. 1 est effectuée au moyen d'une filière comportant une paroi périphérique intérieure constituée d'un insert en diamant monocristallin ou d'un insert diamanté fritté d'une granulométrie d'au moins 10 m, et ceci améliore la ductilité du fil d'acier résultant.
Comme le montrent les Fig. 3a et 3b, l'insert en diamant monocristallin ou l'insert diamanté fritté d'une granulométrie d'au moins 10 m, de préférence d'au moins 15 m, est utilisé dans un insert 5 constituant la paroi périphérique intérieure d'une filière 4, où le coefficient de frottement de la paroi périphérique intérieure de la filière 4 est abaissé de manière à réduire l'échauffement lors de l'étirage et à
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prévenir la fragilisation de la surface de la tige d'acier lors de l'étirage et à prévenir la dégradation de la ductilité dans le fil d'acier résultant.
En outre, la limite supérieure de la granulométrie du diamant dans l'insert diamanté fritté est de préférence de 30 m, et plus particulièrement de 25 m. Lorsque la granulométrie du diamant excède la limite supérieure, l'effet remarquable n'est pas atteint, car le coût augmente et l'insert devient d'une fragilité excessive.
Selon l'invention, il est avantageux que la quantité d'étirage de fil En représentée par l'équation (1) ci-dessous soit d'au moins 4,0 à l'étape finale du procédé d'étirage progressif par voie humide : #n = 2 * In(d0/dn) (1) dans laquelle do est le diamètre de la tige avant l'étirage progressif par voie humide dn est le diamètre du fil débité par la filière a à la n-ième étape, comme illustré à la Fig. 4.
Lorsque la quantité d'étirage En à l'étape finale n'est pas inférieure à 4,0, la résistance à la traction du fil d'acier résultant est plus élevée et la génération de chaleur à l'étirage, ainsi que le coefficient de frottement dû au contact entre la filière et la tige d'acier est très élevé, ce que l'on contrôle efficacement lorsque l'on utilise l'insert réalisé dans le matériau précité. En outre, lorsque la quantité d'étirage #n est inférieure à 4,0, cet effet est réduit par l'utilisation de l'insert précité.
La ductilité du fil d'acier est efficacement améliorée par l'utilisation de la filière équipée de l'insert en diamant monocristallin ou de l'insert diamanté fritté d'une granulométrie d'au moins 10 m dans au moins une étape finale générant une grande quantité de chaleur. Plus préférentiellement, lorsque cette filière est utilisée comme filière à toutes les étapes de l'étirage progressif par voie humide, et que la quantité
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d'étirage de fil En n'est pas inférieure à 4,0, ou que l'on utilise une filière telle que la résistance à la traction du fil sortant de la filière ne soit pas inférieure à 4000 MPa, on prévient efficacement la rupture du fil lors de l'étirage, outre l'amélioration de la ductilité du fil d'acier.
L'invention se rapporte en outre à la production de fils d'acier présentant une résistance à la traction d'au moins 4000 MPa et un nombre de torsions d'au moins 15, à partir d'une tige d'acier à haute teneur en carbone contenant au moins 0,8% en masse de carbone, difficile à étirer par la technique conventionnelle. Dans ce cas, il est avantageux de configurer l'insert en une forme adéquate, en sus de l'amélioration ci-dessus du matériau de l'insert de filière.
Ceci signifie qu'il est important qu'au moins une filière comportant l'insert de diamant monocristallin ou l'insert diamanté fritté d'une granulométrie d'au moins 10 m présente un angle d'approche a de 6 à 12 , de préférence de 7 à 10 et une longueur portante E correspondant à 30-50% du diamètre dn du fil étiré comme illustré aux Fig. 3 et 4.
Lorsque l'angle d'approche a de l'insert de la filière est inférieur à 6 , la longueur de contact avec la tige d'acier, lors de l'approche, augmente et la génération de chaleur par frottement augmente elle aussi, de sorte que l'on ne peut obtenir une ductilité suffisante ; lorsque l'angle excède 12 , la résistance de traction augmente et l'étirage risque de provoquer une rupture du fil.
Lorsque la longueur portante E de l'insert de la filière est inférieure à 30% du diamètre dn du fil sortant, il est impossible de conférer au fil sortant une rectitude suffisante et ceci peut affecter défavorablement les propriétés de torsion lors de la formation de câbles, ou la qualité du câble, par exemple la rectitude ou autre, alors que, lorsqu'elle excède 50p du diamètre dn du fil sortant, la longueur de contact entre le support et la tige augmente, la génération de chaleur par
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frottement augmente et il n'est pas possible d'obtenir une ductilité suffisante.
En outre, étant donné que le fil d'acier 3 est étiré entre une paire de cabestans d'entraînement 2a, 2b à chaque étage, parmi les cabestans d'entraînement de l'étirage progressif disposés dans un liquide lubrifiant 1 comme illustré à la Fig. 1, il est avantageux que la surface périphérique de chaque cabestan 2a, 2b assurant l'enroulement du fil d'acier 3 soit lisse et, concrètement, présente une moyenne arithmétique de rugosité de moins de 0,2 m, de préférence de moins de 0,1 m, de manière à réduire le frottement entre le fil et le cabestan.
L'invention procure en outre un pneumatique utilisant le fil d'acier ci-avant en tant qu'élément de renfort pour la ceinture et/ou la carcasse. Dans ce cas, les fils d'acier ou les câbles formés par torsade d'une multiplicité de ces fils d'acier sont disposés parallèlement les uns aux autres et noyés dans un caoutchouc d'enrobage pour former une nappe. En outre, la structure du pneu peut suivre celle des pneumatiques existants pour poids lourds et autobus. Par exemple, cette structure peut avantageusement être celle du pneu illustré à la Fig. 5.
Le pneu illustré comporte une carcasse 11 qui s'étend en forme de tore entre une paire de bourrelets 10 et contient des câbles ou tringles disposées en direction radiale par rapport au pneu, une ceinture 12 superposée à la carcasse 11 et composée de 3 à 4 nappes, quatre nappes dans la réalisation illustrée, et une bande de roulement 13 sur la ceinture 12.
La ceinture 12 est constituée de manière que les nappes contenant des fils d'acier ou des câbles, de préférence disposés à un angle d'inclinaison de câble de 20 à 75 par rapport au câble de nappe de la carcasse 11soient superposées les unes aux autres de manière que les fils ou câbles de ces nappes soient entrecroisés.
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Les exemples qui suivent visent à illustrer l'invention sans toutefois la limiter.
Une tige d'acier obtenue par étirage à sec d'une tige d'acier à haute teneur en carbone, d'une teneur en carbone de 0,90% en masse et d'un diamètre de 5,5 mm, jusqu'à un diamètre d'environ 1,29 mm, puis en la soumettant à des traitements de patentage et de plaquage au laiton, et une tige d'acier obtenue par étirage à sec d'une tige en acier à haute teneur en carbone, d'une teneur en carbone de 0,80% en masse et d'un diamètre de 5,5 mm, jusqu'à un diamètre d'environ 1,10 mm, et en la soumettant ensuite à des traitements patentage et de plaquage au laiton. Chacune de ces tiges d'acier a ensuite été soumise à un étirage du type progressif par voie humide, comme illustré à la Fig. 1 et dans les conditions indiquées aux tableaux 1 à 4, pour produire des fils d'acier d'un diamètre de 0,16 mm.
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TABLEAU 1.- EXEMPLE 1
EMI13.1
<tb> Filière <SEP> Quant. <SEP> Rés.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
Diam. <SEP> Diam. <SEP> Réduc- <SEP> Matériau <SEP> Angle <SEP> Lon- <SEP> d'éti- <SEP> traction
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Fil <SEP> Fil <SEP> tion <SEP> de <SEP> d'insert <SEP> d'appro- <SEP> gueur <SEP> rage <SEP> du <SEP> fil
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> entrant <SEP> sortant <SEP> surface <SEP> che <SEP> a <SEP> portante <SEP> de <SEP> fil <SEP> d'acier
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (mm) <SEP> (mm) <SEP> (%) <SEP> E* <SEP> En <SEP> (MPa)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> 1,290 <SEP> 1,260 <SEP> 4,6 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 0,05 <SEP> 1448
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2 <SEP> 1,260 <SEP> 1,200 <SEP> 9,3 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 0,14 <SEP> 1500
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3 <SEP> 1,200 <SEP> 1,090 <SEP> 17,5 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 0,34 <SEP> 1568
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4 <SEP> 1,090 <SEP> 0,970 <SEP> 20,8 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 0,57 <SEP> 1671
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 5 <SEP> 0,
970 <SEP> 0,869 <SEP> 21,4 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 0,81 <SEP> 1754
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 6 <SEP> 0,860 <SEP> 0,765 <SEP> 20,9 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 1,05 <SEP> 1858
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 7 <SEP> 0,765 <SEP> 0,680 <SEP> 21,0 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 1,28 <SEP> 1974
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 8 <SEP> 0,680 <SEP> 0,605 <SEP> 20,8 <SEP> WC <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 1,51 <SEP> 2101
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 9 <SEP> 0,605 <SEP> 0,540 <SEP> 20,3 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 1,74 <SEP> 2237
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 10 <SEP> 0,540 <SEP> 0,480 <SEP> 21,0 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 1,98 <SEP> 2392
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 11 <SEP> 0,480 <SEP> 0,425 <SEP> 21,6 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 2,22 <SEP> 2566
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 12 <SEP> 0,425 <SEP> 0,380 <SEP> 20,1 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 2,44 <SEP> 2739
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 13 <SEP> 0,380 <SEP> 0,340 <SEP> 19,
9 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 2,67 <SEP> 2924
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 14 <SEP> 0,340 <SEP> 0,305 <SEP> 19,5 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 2,88 <SEP> 3116
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 15 <SEP> 0,305 <SEP> 0,275 <SEP> 18,7 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 3,09 <SEP> 3310
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 16 <SEP> 0,275 <SEP> 0,253 <SEP> 15,4 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 3,26 <SEP> 3475
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 17 <SEP> 0,253 <SEP> 0,232 <SEP> 15,9 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 3,43 <SEP> 3653
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 18 <SEP> 0,232 <SEP> 0,214 <SEP> 14,9 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 3,59 <SEP> 3826
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 19 <SEP> 0,214 <SEP> 0,198 <SEP> 14,4 <SEP> Diamant <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 3,75 <SEP> 3999
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 20 <SEP> 0,198 <SEP> 0,185 <SEP> 12,7 <SEP> mono- <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 3,88 <SEP> 4154
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 21 <SEP> 0,185 <SEP> 0,174 <SEP> 11,
5 <SEP> cristallin <SEP> 9 <SEP> 5% <SEP> 4,01 <SEP> 4300
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 22 <SEP> 0,174 <SEP> 0,165 <SEP> 10,1 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 4,11 <SEP> 4429
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 23 <SEP> 0,165 <SEP> 0,160 <SEP> 6,0 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 4,17 <SEP> 4510
<tb>
5 * : au diamètre dn du fil sortant.
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TABLEAU 2. - EXEMPLE 2
EMI14.1
<tb> Filière <SEP> Quant. <SEP> Rés.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
Diam. <SEP> Diam. <SEP> Réduc- <SEP> Matériau <SEP> Angle <SEP> Lon- <SEP> d'éti- <SEP> traction
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Fil <SEP> Fil <SEP> tion <SEP> de <SEP> d'insert <SEP> d'appro- <SEP> gueur <SEP> rage <SEP> du <SEP> fil
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> entrant <SEP> sortant <SEP> surface <SEP> che <SEP> a <SEP> portante <SEP> de <SEP> fil <SEP> d'acier
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (mm) <SEP> (mm) <SEP> (%) <SEP> E* <SEP> En <SEP> (MPa)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> 1,290 <SEP> 1,260 <SEP> 4,6 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 0,05 <SEP> 1448
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2 <SEP> 1,260 <SEP> 1,200 <SEP> 9,3 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 0,14 <SEP> 1500
<tb>
<tb>
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<tb> 3 <SEP> 1,200 <SEP> 1,090 <SEP> 17,5 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 0,34 <SEP> 1568
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<tb>
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<tb> 4 <SEP> 1,090 <SEP> 0,970 <SEP> 20,8 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 0,
57 <SEP> 1671
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<tb> 5 <SEP> 0,970 <SEP> 0,869 <SEP> 21,4 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 0,81 <SEP> 1754
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<tb>
<tb>
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<tb> 6 <SEP> 0,860 <SEP> 0,765 <SEP> 20,9 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 1,05 <SEP> 1858
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<tb> 7 <SEP> 0,765 <SEP> 0,680 <SEP> 21,0 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 1,28 <SEP> 1974
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<tb> 8 <SEP> 0,680 <SEP> 0,605 <SEP> 20,8 <SEP> WC <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 1,51 <SEP> 2101
<tb>
<tb>
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<tb> 9 <SEP> 0,605 <SEP> 0,540 <SEP> 20,3 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 1,74 <SEP> 2237
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<tb> 10 <SEP> 0,540 <SEP> 0,480 <SEP> 21,0 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 1,98 <SEP> 2392
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<tb> 11 <SEP> 0,480 <SEP> 0,425 <SEP> 21,6 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 2,22 <SEP> 2566
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<tb> 12 <SEP> 0,425 <SEP> 0,380 <SEP> 20,1 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 2,
44 <SEP> 2739
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<tb>
<tb>
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<tb> 13 <SEP> 0,380 <SEP> 0,340 <SEP> 19,9 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 2,67 <SEP> 2924
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<tb>
<tb>
<tb> 14 <SEP> 0,340 <SEP> 0,305 <SEP> 19,5 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 2,88 <SEP> 3116
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 15 <SEP> 0,305 <SEP> 0,275 <SEP> 18,7 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 3,09 <SEP> 3310
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<tb> 16 <SEP> 0,275 <SEP> 0,253 <SEP> 15,4 <SEP> ¯¯¯¯ <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 3,26 <SEP> 3475
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<tb>
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<tb> 17 <SEP> 0,253 <SEP> 0,232 <SEP> 15,9 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 3,43 <SEP> 3653
<tb>
<tb>
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<tb> 18 <SEP> 0,232 <SEP> 0,214 <SEP> 14,9 <SEP> Diamant <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 3,59 <SEP> 3826
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 19 <SEP> 0,214 <SEP> 0,198 <SEP> 14,4 <SEP> Granulo- <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 3,75 <SEP> 3999
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<tb>
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<tb>
<tb> 20 <SEP> 0,198 <SEP> 0,185 <SEP> 12,
7 <SEP> métrie <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 3,88 <SEP> 4154
<tb>
<tb>
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<tb>
<tb> 21 <SEP> 0,185 <SEP> 0,174 <SEP> 11,5 <SEP> min. <SEP> 9 <SEP> 5% <SEP> 4,01 <SEP> 4300
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<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 22 <SEP> 0,174 <SEP> 0,165 <SEP> 10,1 <SEP> 20 <SEP> m <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 4,11 <SEP> 4429
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 23 <SEP> 0,165 <SEP> 0,160 <SEP> 6,0 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 4,17 <SEP> 4510
<tb>
* : rapport au diamètre dn du fil sortant.
<Desc/Clms Page number 15>
TABLEAU 3. - EXEMPLE CONVENTIONNEL 1
EMI15.1
<tb> Filière <SEP> Quant. <SEP> Rés.
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Diam. <SEP> Diam. <SEP> Réduc- <SEP> Matériau <SEP> Angle <SEP> Lon- <SEP> d'éti- <SEP> traction
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<tb> Fil <SEP> Fil <SEP> tion <SEP> de <SEP> d'insert <SEP> d'appro- <SEP> gueur <SEP> age <SEP> du <SEP> fil
<tb>
<tb>
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<tb>
<tb> entrant <SEP> sortant <SEP> surface <SEP> che <SEP> a <SEP> portante <SEP> de <SEP> fil <SEP> d'acier
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<tb> (mm) <SEP> (mm) <SEP> (%) <SEP> E* <SEP> en <SEP> (MPa)
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<tb> 1 <SEP> 1,290 <SEP> 1,2605 <SEP> 4,6 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 0,05 <SEP> 1448
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<tb> 2 <SEP> 1,260 <SEP> 1,200 <SEP> 9,3 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 0,14 <SEP> 1500
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3 <SEP> 1,200 <SEP> 1,090 <SEP> 17,5 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 0,34 <SEP> 1568
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4 <SEP> 1,090 <SEP> 0,970 <SEP> 20,
8 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 0,57 <SEP> 1671
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 5 <SEP> 0,970 <SEP> 0,860 <SEP> 21,4 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 0,81 <SEP> 1754
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 6 <SEP> 0,860 <SEP> 0,765 <SEP> 20,9 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 1,05 <SEP> 1858
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 7 <SEP> 0,765 <SEP> 0,680 <SEP> 21,0 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 1,28 <SEP> 1974
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 8 <SEP> 0,680 <SEP> 0,605 <SEP> 20,8 <SEP> WC <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 1,51 <SEP> 2101
<tb>
<tb>
<tb>
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<tb>
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<tb> 9 <SEP> 0,605 <SEP> 0,540 <SEP> 20,3 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 1,74 <SEP> 2237
<tb>
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<tb> 10 <SEP> 0,540 <SEP> 0,480 <SEP> 21,0 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 1,98 <SEP> 2392
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<tb> 11 <SEP> 0,480 <SEP> 0,425 <SEP> 21,6 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 2,
22 <SEP> 2566
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<tb> 12 <SEP> 0,425 <SEP> 0,380 <SEP> 20,1 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 2,44 <SEP> 2739
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<tb> 13 <SEP> 0,380 <SEP> 0,340 <SEP> 19,9 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 2,67 <SEP> 2924
<tb>
<tb>
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<tb> 14 <SEP> 0,340 <SEP> 0,305 <SEP> 19,5 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 2,88 <SEP> 3116
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 15 <SEP> 0,305 <SEP> 0,275 <SEP> 18,7 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 3,09 <SEP> 3310
<tb>
<tb>
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<tb>
<tb> 16 <SEP> 0,275 <SEP> 0,253 <SEP> 15,4 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 3,26 <SEP> 3475
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 17 <SEP> 0,253 <SEP> 0,232 <SEP> 15,9 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 3,43 <SEP> 3653
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 18 <SEP> 0,232 <SEP> 0,214 <SEP> 14,9 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 3,59 <SEP> 3826
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 19 <SEP> 0,214 <SEP> 0,198 <SEP> 14,
4 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 3,75 <SEP> 3999
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<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 20 <SEP> 0,198 <SEP> 0,185 <SEP> 12,7 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 3,88 <SEP> 4154
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 21 <SEP> 0,185 <SEP> 0,174 <SEP> 11,5 <SEP> 9 <SEP> 5% <SEP> 4,01 <SEP> 4300
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 22 <SEP> 0,174 <SEP> 0,165 <SEP> 10,1 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 4,11 <SEP> 4429
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 23 <SEP> 0,165 <SEP> 0,160 <SEP> 6,0 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 4,17 <SEP> 4510
<tb>
5 * : au diamètre dn du fil sortant.
<Desc/Clms Page number 16>
TABLEAU 4.- EXEMPLE CONVENTIONNEL 2
EMI16.1
<tb> Filière <SEP> Quant. <SEP> Rés.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
Diam. <SEP> Diam. <SEP> Réduc- <SEP> Matériau <SEP> Angle <SEP> Lon- <SEP> d'éti- <SEP> traction
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Fil <SEP> Fil <SEP> tion <SEP> de <SEP> d'insert <SEP> d'appro- <SEP> gueur <SEP> rage <SEP> du <SEP> fil
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> entrant <SEP> sortant <SEP> surface <SEP> che <SEP> a <SEP> portante <SEP> de <SEP> fil <SEP> d'acier
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (mm) <SEP> (mm) <SEP> (%) <SEP> E* <SEP> En <SEP> (MPa)
<tb>
<tb>
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<tb> 1 <SEP> 1,100 <SEP> 1,260 <SEP> 3,6 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 0,04 <SEP> 1274
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<tb>
<tb> 2 <SEP> 1,080 <SEP> 1,200 <SEP> 10,8 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 0,15 <SEP> 1338
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3 <SEP> 1,020 <SEP> 1,090 <SEP> 16,9 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 0,34 <SEP> 1418
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4 <SEP> 0,930 <SEP> 0,970 <SEP> 21,
3 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 0,58 <SEP> 1500
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 5 <SEP> 0,825 <SEP> 0,869 <SEP> 20,6 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 0,81 <SEP> 1571
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 6 <SEP> 0,735 <SEP> 0,765 <SEP> 20,6 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 1,04 <SEP> 1663
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 7 <SEP> 0,655 <SEP> 0,680 <SEP> 20,2 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 1,26 <SEP> 1762
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 8 <SEP> 0,585 <SEP> 0,605 <SEP> 21,0 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 1,50 <SEP> 1876
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 9 <SEP> 0,520 <SEP> 0,540 <SEP> 20,0 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 1,72 <SEP> 1995
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 10 <SEP> 0,465 <SEP> 0,480 <SEP> 20,3 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 1,95 <SEP> 2127
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 11 <SEP> 0,415 <SEP> 0,425 <SEP> 20,5 <SEP> WC <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 2,
18 <SEP> 2273
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 12 <SEP> 0,370 <SEP> 0,380 <SEP> 18,0 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 2,38 <SEP> 2408
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 13 <SEP> 0,335 <SEP> 0,340 <SEP> 17,1 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 2,57 <SEP> 2544
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 14 <SEP> 0,305 <SEP> 0,305 <SEP> 15,7 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 2,74 <SEP> 2675
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 15 <SEP> 0,280 <SEP> 0,275 <SEP> 17,1 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 2,92 <SEP> 2826
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 16 <SEP> 0,255 <SEP> 0,253 <SEP> 15,1 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 3,09 <SEP> 2964
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 17 <SEP> 0,235 <SEP> 0,232 <SEP> 16,3 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 3,26 <SEP> 3122
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 18 <SEP> 0,215 <SEP> 0,214 <SEP> 13,5 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 3,41 <SEP> 3255
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 19 <SEP> 0,200 <SEP> 0,198 <SEP> 13,
5 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 3,55 <SEP> 3390
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 20 <SEP> 0,186 <SEP> 0,185 <SEP> 11,5 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 3,68 <SEP> 3510
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 21 <SEP> 0,175 <SEP> 0,174 <SEP> 11,1 <SEP> 9 <SEP> 5% <SEP> 3,79 <SEP> 3625
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 22 <SEP> 0,165 <SEP> 0;165 <SEP> 6,0 <SEP> 9 <SEP> 50% <SEP> 3,86 <SEP> 3680
<tb>
* : rapport au diamètre dn du fil sortant.
Sur les fils d'acier ainsi obtenus, on mesure la résistance à la traction, le nombre de torsions, le rapport de rupture en essai de flexion et la rétention de la résistance en boucle, et l'on obtient les résultats repris au Tableau 5. En outre, on mesure la rétention de la résistance en boucle en suspendant l'un à l'autre deux fils d'acier 14 en forme de boucle et en les fixant au centre des pinces 15 d'une machine
<Desc/Clms Page number 17>
d'essai de traction, de manière que les extrémités de chacun des fils 14 soient parallèlement en contact l'une avec l'autre, en maintenant les parties suspendues des fils 14 à une courbure constante et en actionnant la machine d'essai de traction de manière à séparer les pinces 15, afin de mesurer la force de rupture du fil 14 comme résistance en boucle,
et on la représente par un pourcentage de résistance en boucle/résistance à la traction. Comme le montrent les résultats du Tableau 5, les fils d'acier selon l'invention présentent d'excellentes propriétés.
TABLEAU 5.-
EMI17.1
<tb> Exemple <SEP> Exemple <SEP> Exemple <SEP> Exemple
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> 2 <SEP> conven- <SEP> conven-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> tionnel1 <SEP> tionnel2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Rés. <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> (MPa) <SEP> 14510 <SEP> 4510 <SEP> 4510 <SEP> 3680
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Nombre <SEP> de <SEP> torsions <SEP> 19,9 <SEP> 18,6 <SEP> 2,4 <SEP> 31,8
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Rapport <SEP> de <SEP> rupture <SEP> en
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> essai <SEP> de <SEP> flexion <SEP> (%) <SEP> 9 <SEP> 10 <SEP> 85 <SEP> 6
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Rétention <SEP> de <SEP> rés.
<SEP> en
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> boucle <SEP> (%) <SEP> 73 <SEP> 72 <SEP> 41 <SEP> 79
<tb>
La fréquence de rupture de fil lorsque les fils d'acier sont torsadés en un câble d'acier de structure 3+9x0,16 (mm) est alors mesurée par rapport à la quantité de câble réellement produite, pour obtenir les résultats repris au Tableau 6, où la fréquence est représentée par un indice basé sur une valeur de 100 pour l'Exemple Conventionnel 1. Comme le montrent les résultats du Tableau 6, la fréquence de rupture de fil à la torsade est nettement moindre lorsque l'on utilise le fil d'acier selon l'invention.
<Desc/Clms Page number 18>
TABLEAU 6.-
EMI18.1
<tb> Exemple <SEP> Exemple <SEP> Exemple <SEP> Exemple
<tb> 1 <SEP> 2 <SEP> conven- <SEP> conven-
<tb>
<tb> tionnel <SEP> tionnel <SEP> 2
<tb>
<tb> Fréq. <SEP> de <SEP> rupture <SEP> de <SEP> fil <SEP> à
<tb>
<tb> la <SEP> torsade <SEP> 30 <SEP> 35 <SEP> 100 <SEP> 10
<tb>
Comme précédemment mentionné, et selon l'invention, il est possible de procurer des fils d'acier présentant à la fois une haute résistance et une grande ductilité. Il est dès lors possible de réduire le poids d'un produit tel qu'un article de caoutchouc utilisant un te fil d'acier ou un câble d'acier constitué du fil d'acier en tant qu'élément de renfort, et d'améliorer ainsi la durabilité de ce produit.