La limite d’élasticité de l’acier est la quantité de contrainte qu’une pièce d’acier doit subir pour se déformer de manière permanente et mesurable. La limite d’élasticité est le plus souvent définie comme le point auquel un écart mesurable de 0.2 s’est produit dans l’acier. La limite d’élasticité de l’acier peut être augmentée à l’aide de traitements thermiques ou en mélangeant d’autres matériaux avec l’acier pour créer un alliage d’acier. Les ingénieurs doivent connaître la limite d’élasticité des matériaux qu’ils utilisent afin de s’assurer que les structures qu’ils construisent résisteront aux contraintes qui leur sont imposées.
La limite d’élasticité ne doit pas être confondue avec la résistance à la traction. La résistance à la traction est le point auquel les contraintes sur un métal le feront casser ou casser. En revanche, la limite d’élasticité est le point auquel un métal subira une déformation plastique. On dit qu’un matériau s’est déformé plastiquement lorsqu’il se plie sous contrainte et ne peut pas reprendre sa forme d’origine une fois la contrainte supprimée. Si le matériau est capable de reprendre sa forme d’origine, on parle de déformation élastique. La déformation élastique peut durer un certain temps avant qu’un métal ne se déforme plastiquement.
La limite d’élasticité d’un matériau est déterminée en laboratoire à l’aide d’un essai de traction. Tout d’abord, des centaines d’échantillons du matériau sont soumis à des contraintes. Le point auquel la déformation plastique se produit est enregistré pour chaque échantillon. Les mesures sont ensuite moyennées pour déterminer la limite d’élasticité du matériau mesurée en livres par pouce carré (psi). Si plus de contrainte est appliquée au matériau après qu’il a atteint sa limite d’élasticité, le matériau atteindra bientôt son point de rupture et se cassera.
La définition technique de l’acier est le fer auquel on a ajouté du carbone pour former un alliage. La limite d’élasticité de l’acier et d’autres propriétés de l’acier varieront en fonction du pourcentage de carbone qui a été ajouté. L’ajout d’autres matériaux tels que le cuivre, le plomb et le manganèse peut également avoir un effet sur la limite d’élasticité de l’acier. Les fabricants de produits métalliques publient des statistiques sur la limite d’élasticité et d’autres caractéristiques de produits spécifiques.
Les traitements thermiques peuvent également affecter la limite d’élasticité de l’acier. Le but d’un traitement thermique est de renforcer ou d’adoucir le métal. Le chauffage et le refroidissement du métal à des températures spécifiées à des vitesses contrôlées modifient la structure cristalline du métal. La structure cristalline est l’un des principaux facteurs qui détermine la résistance du métal.