Les boulons

LA BOULONNERIE

Commençons par un petit vidéo qui donne une bonne idée sur la méthode de fabrication des boulons.

SAE:

SAE vient de : Society Of Automotive Engineer et a été utilisé comme la norme, principalement sur les voitures de fabrications américaines, dans les années 70. L’origine de la norme SAE ou impérial provient du système anglais basé sur les pouces et les fractions de pouces.

La résistance

La norme de résistance du SAE est appelé GRADE.

Un boulon de grade 8 est plus résistant qu’un boulon de grade 5 et ainsi de suite. La résistance est inscrite sur la tête avec un code de trait, par exemple un boulon de grade 5 aura 3 traits tandis qu’un de grade 6 aura 4 traits. Il y a une exception pour les boulons de grades 2 car ils n’ont simplement pas de traits. À noté qu’il existe d’autres types de marquages dans l’industrie que nous n’aborderons pas dans cet article…

 

Le grade 2

En acier de qualité standard, le grade 2 est le plus commun et le moins cher. La tête, à moins d’exceptions du fabricant, ne sera pas marqué.

Le grade 5 / f

Ceux-ci sont durcis pour augmenter leur force à l’aide d’un procédé thermique.

Le grade 8 / g

Les grades 8, tant qu’à eux, ont été durcis à de plus haut niveau que les boulons de grade 5 et sont utilisés dans les domaines plus à risque comme les suspensions de véhicules et autres.

Fait à noter, les boulons ont une certaine résistance aux températures dépendamment du type de matériel du boulon. Mais il est dit que pour un boulon de grade 5 et 8, les températures ne devrais pas dépasser 230c (450f) et descendre en bas de -45c ( -50f). La température a pour effet d’abaisser la limite d’élasticité du matériel. En dehors de ces limites de température vous modifié les propriétés mécaniques du métal (À voir dans le prochain article sur la métallurgie)

Métrique :

Le système métrique est probablement le préféré dans le monde et il se mesure en millimètre. Les voitures importées utilisent généralement le système métrique et ce depuis plus de 30 ans.

Résistance

Comme pour le SAE, le système métrique est régi par une norme ISO qui impose de graver la classe sur la tête.

Le premier chiffre représente la résistance à la traction en MPA (méga pascal) divisé par 100. Le chiffre suivant le point est une fraction décimale et doit être multiplié par l’indice de résistance à la traction en MPA afin de donner la limite de l’élasticité approximative.

Par exemple :12.9 est la résistance approximative de 1200 MPA et la limite d’élasticité équivaut à environ 90% de cette valeur sois 0.9 x 1200 = 1080 MPA.

Bien qu’il n’y ait pas d’équivalent entre les deux systèmes, on peut généralement comparer un grade 5 à du 8.8 et un grade 8 à du 10.9.

 

Mais je veux encore plus solide !

On retrouve sur le marché d’autre type de grade moins commun pour monsieur, madame tout le monde, mais assez présent dans le monde des courses professionnelles et surtout dans le domaine du hors-route : La L9 aussi appelé Grade9 et la F911 sont toutes deux très reconnues pour leur résistance ainsi que leur prix.

Les L9

Est un alliage d’acier de haute qualité ayant subi un traitement chimique.

 

 

La F911

Le boulon F911 est fait d’un alliage 8640 (Voir tableau ci-dessus) qui dans le passé était seulement utilisé dans le monde de l’aérospatial mais est maintenant disponible pour tous. Elle utilise 50% plus de chrome et une petite quantité de Nickel comparativement à la grade 9 qui n’en a pas. Elle surpasse les exigences des tests Rockwell de norme F911. Elle offre une moyenne de 190 000 psi en résistance à la traction. La compagnie F911 inscrit elle-même les numéros de lots de production sur les boites de ses produits afin de pouvoir retracer la provenance et les traitements qui ont été faits sur les boulons

Alliage 8640

Element Content (%)
Manganese, Mn 0.75-1.00
Nickel, Ni 0.40-0.70
Chromium, Cr 0.40-0.60
Carbon, C 0.38-0.43
Silicon, Si 0.15-0.30
Molybdenum, Mo 0.15-0.25
Sulfur, S 0.04 (max)
Phosphorus, P 0.035 (max)

Voici un petit vidéo qui peut donner une petite idée des tests que les boulons doivent passer selon les exigences de leur grade ( désolé de l’anglais.)

 

 

On retrouve plusieurs matériaux de conceptions ainsi que de recouvrement avec chacun leurs avantages ou inconvénients.

TYPE DE MATÉRIAUX :

On retrouve plusieurs matériaux de conceptions ainsi que de recouvrement avec chacun leurs avantages ou inconvénients en voici quelques uns.

 

Acier inoxydable :

Est un alliage à faible taux de carbone et chrome qui donne une qualité anticorrosive de haut niveau. Même si le boulon est rayé ou endommagé, il ne perdra en rien ses propriétés de protections. Il y a une fausse idée qui circule, comme quoi l’acier inoxydable serait plus solide que de l’acier normale. En fait, dû à leurs faibles taux de carbone, de nombreux alliages d’aciers inoxydables ne peuvent être durci par traitement thermique. C’est pour cette raison que si on les compare à un acier normal, ils sont à peine plus solide qu’un grade 2.

Stainless 18-8 

Comprend 18% de chrome et 8% de Nickel

Stainless 316

Hautement résistante à la corrosion, idéal dans l’eau salé et environnement marin. Plus que cher que la 18-8

 

Stainless 410 

Plus dure que la 18-8 mais pas aussi résistante à la corrosion.

On retrouve plusieurs matériaux de conception ainsi que recouvrement avec chacun leurs avantages ou inconvénients.

L’acier

Fait d’acier haute résistance et traité à la chaleur. Ils ne sont généralement pas plaqués, c’est pour cette raison qu’on les retrouve souvent noir mat

 

                                                                                   Silicone/Bronze 

Souvent appelés bronze seulement. Ils sont un alliage simple de cuivre, étain et une petite quantité de silicone. Plus souvent utilisé dans le domaine maritime. Coût élevé.

 

Laiton

Alliage de cuivre et de zinc. Très résistant à la corrosion et est un conducteur électrique. Cependant à cause de sa souplesse il est plus souvent utilisé pour son apparence.

 

RECOUVREMENT : 

Galvanisation

Revêtement de protection contre la corrosion. La galvanisation à chaud est le type de protection qui recouvre le boulon le plus épais. Pour cette raison les écrous utilisés doivent être ceux conçu pour ce type de traitement afin de laisser l’espace nécessaire au visage.

Zinc

Beaucoup de boulon sont couvert de zinc pour une meilleur protection contre la rouille. Ils ont un aspect brillant, argentés ou dorés. Ils offrent une résistance à la corrosion mais peuvent quand même rouiller si la couche de protection est abîmée ou si utilisés en milieu marin.

 

Chrome

Le chrome fournit une bonne protection contre la rouille mais vient avec un coût élevé. Si on a besoin d’une protection contre la corrosion à tout épreuve et qu’on à pas peur des prix, un boulon en acier inoxydable recouvert de chrome s’avère le meilleur choix dans ce domaine.

FILETAGE

Encore une fois plus d’un type de filetage existent dans le domaine de la boulonnerie. Il peut s’avérer parfois difficile à l’œil d’en déterminer la composition.

Le pas de filet peut faire référence au nombre de filets par pouce dans le cas de filetage SAE. Exemple : ½-20 veut dire que sur un pouce il y aura 20 filets.

Dans le métrique, le pas de vis fait référence à la distance entre deux filets consécutifs. Exemple : M12x 1.5 est qu’il y a 1.5mm entre deux filets.

Le filetage métrique ISO est le plus rependu. La métrique fine est plus rare et surtout utilisée pour des vis de réglage ou à des endroits à grande vibration.

Dans le système américain on retrouve deux types de filetage, soit

1: Filetage Seller Standard Américain( UNC)  Souvent appelé standard Gros

2: Filetage Seller Standard Américain (UNF)  Pour les filet Fin .

Un peigne à filets est un petit outil simple qui peut grandement vous aider si votre œil de bœuf vous joue des tours.

LA RÉSISTENCE MÉCANIQUE

Bon, apportez-vous un papier mouchoir car la prochaine partie vous fera sûrement saigner un peu     du nez !

Essai de traction

Un essai de traction est une expérience de physique qui permet de déterminer le comportement élastique d’un matériau afin de mesurer le degré de résistance à la rupture ;

Il est réalisé en “tirant” sur un boulon jusqu’à rupture et met en évidence le comportement macroscopique de la matière.

Déformation élastique → plastique → rupture

En physique, l’élasticité est la propriété d’un matériau solide à retrouver sa forme d’origine après avoir été déformé.

La déformation plastique est la déformation irréversible d’un objet, sans atteindre sa rupture

Et enfin, la rupture est atteinte lorsque la sollicitation dépasse la résistance intrinsèque du matériau).

 

Mais à quoi servent ces informations ?

C’est informations sont importantes pour votre compréhension des spécifications du boulon que vous avez entre vos doigts. Un choix judicieux est nécessaire pour son application.

 

Les capacités de votre boulon sont importantes car un mauvais choix de grade, de matériel ou de filet pourrait avoir des conséquence grave en lien avec son utilisation.

 

« Une chaîne n’ai pas plus solide que son maillon le plus faible »

TEHNICAL REFERENCE GUIDE:

https://www.fastenal.com/content/documents/FastenalTechnicalReferenceGuide.pdf

Fin de la partie 1 sur la boulonnerie.

À suivre …

 

Par : Dave Daneault chroniqueur 4x4setup

 

Ton Set-up… 4X4 Set-Up!

 

 

 

 

 

 

 

 

2 réflexions sur « Les boulons »

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