«Défauts» ponctuels. - Atomes étrangers interstitiels - Atomes étrangers substitutionnels - Atomes auto-interstitiels - Lacunes

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Ève Dumais
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2 «Défauts» ponctuels Atome étranger interstitiel - Atomes étrangers interstitiels - Atomes étrangers substitutionnels - Atomes auto-interstitiels - Lacunes Atome étranger substitutionnel! Auto-interstitiel Lacune

3 «Défauts» linéaires Les matériaux les plus usuels sont les matériaux polycristallins constitués d un ensemble de grains monocristallins. Considérons cependant une éprouvette de traction monocristalline et soumettons la à l action d une force extérieure uniaxiale. Essais de traction : NF A (aciers) NF A (alliages d aluminium et alliages de cuivre)

4 Quelques définitions préalables Élasticité : Capacité d un matériau à résister à la déformation. Dureté : Capacité d un matériau à résister à la pénétration d un corps étranger sous l action d une charge donnée. Résilience : Énergie nécessaire pour casser une éprouvette normalisée sous l action d un choc. Ductilité : Capacité d un matériau à se déformer, à s allonger sous la forme d un fil. Malléabilité : Capacité d un matériau à se déformer, à s aplatir sous la forme d une feuille. Plasticité : Contraire d élasticité.

5 Essai de traction Qu est ce qu une éprouvette de traction (au repos)? d 0 (S 0 ) L 0 Longueur initiale

6 Comportement en charge L 0 S < S 0 F F L l : allongement Longueur sous charge F

7 Jusqu à la rupture F F Zone de striction L U > L Longueur ultime Rupture

8 Courbe conventionnelle de traction Résistance traction R m Fσc = F/S 0 B Apparition de la striction Rupture Limite d élasticité R e A C! R e / R m = 0,7 O dom. défs élasts Module d Young E zone d écrouissage dom. défs plastiques A% zone de striction A% = ((l U -l 0 )/l 0 ).100 εc = l/l 0

9 Influence de l écrouissage σc = F/S 0 R m R m > R m R m R e R e R e >> R e A % < A% R e / R m = 0,7 σ c = 0 ε c = ε plast. 0 Le matériau est déformé plastiquement à froid. Il est écroui. A % A% R e / R m = 0,9 εc = l/l 0

10 Ce qu il faut retenir! Élasticité : Capacité d un matériau à résister à la déformation. Dureté : Capacité d un matériau à résister à la pénétration d un corps étranger sous l action d une charge donnée. Résilience : Énergie nécessaire pour casser une éprouvette normalisée sous l action d un choc. Ductilité : Capacité d un matériau à se déformer, à s allonger sous la forme d un fil. Malléabilité : Capacité d un matériau à se déformer, à s aplatir sous la forme d une feuille. Plasticité : Contraire d élasticité. Plus un matériau est dur, plus il est élastique, plus il est fragile et moins il est résilient.

11 Déformation plastique : Apparition de lignes de glissement sur les faces d une éprouvette monocristalline F d < d 0 d 0 F Il y a glissement de plans d atomes les uns sur les autres. + rotation telle que la direction de glissement tend à se rapprocher de la direction de traction.

12 Contrainte de cisaillement direction de glissement F plan de glissement Le système de glissement activé en premier est celui pour lequel la contrainte de cisaillement est la plus élevée. direction de traction S S 0 λ F ϕ n τ = = F S = σ F' S 0 c cosλcosϕ. φ Fcosλ = S0 cosϕ Facteur de Schmid

13 (P) τ τ τ «Défauts» linéaires Déformation élastique Déformation réversible En fait, le glissement de la partie haute sur la partie basse se fait de manière plus consécutive que simultanée. En réalité, les contraintes sont donc plus faibles que celles que l on obtiendrait avec ce modèle. τ (P) τ Déformation permanente Déformation plastique (P) τ Ruptures simultanées X de toutes les liaisons du plan

14 Mouvement des τ dislocations La frontière entre la partie de la structure qui a déjà glissé et celle qui n a pas encore glissé s appelle une dislocation. La dislocation est une singularité (défaut) linéaire causée par une modification progressive de la structure (cisaillements consécutifs du plan). L énergie dépensée est ainsi plus faible mais conduira à la même déformation macroscopique finale. Le mouvement des dislocations est un mécanisme économique.

15 Ex. de déplacement progressif d un tapis illustrant le mouvement des dislocations mécanisme économique On ne déplace qu une petite région du tapis à la fois. Lorsque le pli a disparu, on obtient un mvt d ensemble du tapis.

16 Dislocation coin : b L L b

17 Dislocation vis : b // L L b

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