MÉTAUX Superplasticité des métaux
Analyse du phénomène de plasticité
Jusqu'à présent, seuls ont été mentionnés les paramètres apparents σa (lié à S0) et εa (lié à L0). En réalité, en un point donné du domaine plastique (zone II, fig. 1), la section réelle est S et la longueur utile de l'éprouvette est devenue égale à L. Il paraît donc plus correct de définir de nouveaux paramètres, qui sont la contrainte vraie instantanée et la déformation relative vraie instantanée, respectivement :
Ces formules ne sont valables que pour la suite de la courbe de traction située dans la zone II.
L'analyse mathématique de la courbe de consolidation (segment AM, fig. 1) montre que l'équation proposée par Ludwick dès 1909 est souvent vérifiée, soit :
Le coefficient de consolidation peut être déterminé de diverses façons ; l'une d'elles dérive directement de la relation (8) ; il suffit en effet de mesurer la pente de la droite obtenue en portant ln σv en fonction de ln εv, soit encore :
La seconde méthode est fondée sur une relation simple que l'on peut déduire du critère d'instabilité géométrique. En effet, appelons σs et εs la contrainte et l'allongement rationnels correspondant au début de striction. On doit avoir dF = 0, soit :
Finalement :
Les considérations précédentes ne font intervenir que les paramètres mesurés expérimentalement dans des conditions d'essais données, en particulier pour une température et une vitesse de traction fixées à l'avance. En fait, ces deux variables exercent une influence marquée sur l'allure de la courbe de traction. Par définition, la vitesse de traction (qu'il est relativement aisé de maintenir constante durant l'essai) s'exprime conventionnellement par :
On peut définir de façon similaire une vitesse de déformation :
Une relation traduisant l'influence de la vitesse de traction a été proposée par Carreker et Hibbard :
Aucune loi simple n'a été trouvée à ce jour pour traduire l'influence de la température ; on peut cependant schématiser, dans le cas général, le rôle de ce paramètre par deux caractéristiques essentielles : en fonction de la température croissante, on observe une chute de plus en plus notable de la limite d'élasticité ainsi que de la charge à la rupture, tandis que la ductilité augmente. Toutefois, certaines exceptions sont constatées dans le cas d'alliages au sein desquels, dans des intervalles donnés de températures, il peut se produire à chaud des interactions entre les atomes de soluté et les défauts linéaires (dislocations) distribués au sein du matériau (par exemple phénomène Portevin-Le Chatelier).
Consolidation
Encyclopædia Universalis France
En dernier lieu, il convient de signaler que l'analyse approfondie des phénomènes dans le cas plus simple des monocristaux a permis d'établir qu'en réalité la consolidation s'opérait en plusieurs stades (en général trois), comme le montrent les courbes de la figure 1.[...]
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Écrit par
- Georges CIZERON : professeur à l'université Paris-Sud, Orsay, directeur du laboratoire de structure des matériaux métalliques, Orsay
Classification
Médias
Intérieur d’un tuyau métallique
Kichigin/ Shutterstock
Courbe de traction : caractéristiques
Encyclopædia Universalis France
Traction uniaxiale
Encyclopædia Universalis France
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