Les metaux II. Propriétés mécaniques et tests

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Dorothée Aubin
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1 Les metaux II Propriétés mécaniques et tests

2 Le mouvement des dislocations donne la limite d écoulement plastique - ou la limite élastique From Introduction à la Science des Matériaux, Mercier, Zambelli and Kurz, PPUR 1999

3 Propriétés caracteristique 1. Limite d élasticité limite d écoulement plastique (yield stress) 2. L allongement à la rupture / L energie de rupture Résilience et ténacité

5 Limite d ecoulement plastique contrainte Limite d écoulement plastique R 0.2 Déformation élastique ε pl résiduelle Déformation plastique 0.2% déformation

6 R 0.2 Besoin de convention Pour la plupart des constructions mécanique des déformation aussi faibles que 0.2% sont insignifiantes Limite plus facilement déterminable (Pour la mécanique de précision on détermine parfois R 0.02 de manière analogue) La valeur s obtient en augmentant graduellement la force de traction jusqu à ce que, après chargement, l allongement résiduel atteigne la valeur cherchée ou l on peut une ligne parallèle à la droite élastique passant par ε = 0.2%

7 Comparaison résistance théorique et la limite d élasticité conventionnelle Métal σ theor GPa R 0.2 GPa σ theor / R 0.2 Al pur Cu pur Fe pur Acier au carbone Acier maraging Fe whisker R 0.2 Déformation 0.2%

8 Rupture

9 La rupture ductile fragile Avec déformation plastique Sans déformation plastique Mouvement des dislocations Propagation des fissures Consommation de beaucoup d énergie Consommation de peu d énergie

10 Éprouvette avec têtes filetées Fixation simple et sûre d 0 S 0 Pour comparer les résultats d allongement à la rupture: L 0 L c = L 0 + d 0 L 0 = S 0 const Éprouvettes plat, 5.65, L 0 = 5.d 0 Éprouvettes cylindriques, 11.3, L 0 = 10.d 0

11 Pour les faibles taux de déformation plastique, l allongement de l éprouvette s accompagne d une contraction homogène sur toute la longueur de l échantillon.

12 From Foundations of Materials Science and Engineering, W.F. Smith, McGraw Hill 1993

13 Pour les faibles taux de déformation plastique, l allongement de l éprouvette s accompagne d une contraction homogène sur toute la longueur de l échantillon. A partir d un taux de déformation critique correspondant au maximum observé dans la courbe de contrainte nominale-déformation, la contraction devient plus importante en un endroit précis de l éprouvette un phénomène de striction L endroit où se forme la striction est aléatoire Un fois une striction est formée, parce que le déformation est localisé, la rupture arrive rapidement

14 contrainte Striction / necking Limite d'élasticité R e déformation

16 La rupture ductile fragile Avec déformation plastique Sans déformation plastique Movement des dislocations Propagation des fissures

17 L effet d entaille 2c δc Critère de rupture de Griffith σ = 2γE πa σ πa L intensité de contrainte 2 γe = K1 c

18 Travail de Griffith sur les fibres de Strength, GPa verre Fibre thickness, um La résistance des fibres augmente quand son épaisseur diminue σ c 1 c

19 Pour les métaux, les contraintes critiques son généralement plus elevées que le valeur obtenue avec l énergie de surface. Le propagation de la fissure est liée à une déformation plastique L énergie à fournir pour la création de la fissure dépasse la valeur de l énergie de surface = π a w K σ a f > K1 c

20 Consumation d energie pendant rupture contrainte Ferrite + perlite Consumation d énergie déformation

21 Résistance à la rupture, MPa Zone de rupture ductile Resistance critique pour propagation des fissures Limite d ecoulement plastique Longeur de la fissure a/w a w Acier de construction Fe E 460 Zone de rupture fragile

22 Résistance à la rupture, MPa Acier de précontrainte a w Longeur de la fissure a/w

23 Résistance à la rupture, MPa Acier de précontrainte a w Acier de construction Fe E Longeur de la fissure a/w

24 Les angles acut aussi augmente la tendance de rupture fragile

$uwa.edu.au/danotes/fracture/maritime/maritime.$

26 Liberty Ships SS Schenectady

27 Mouton de Charpy

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