Présentation
Auteur(s)
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Frank MONTHEILLET : Ingénieur Civil des Mines, Docteur ès Sciences - Directeur de Recherche au CNRS - Directeur de l’URA 1884, Plasticité, Endommagement et Corrosion des Matériaux - École des Mines de Saint-Étienne, Centre Science des Matériaux et des Structures
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Laurent BRIOTTET : Ingénieur Civil des Mines, Docteur en Science et Génie des Matériaux - Ingénieur au Centre d’Études Nucléaires de Grenoble, CEREM
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Lire l’articleINTRODUCTION
On nomme ductilité l’aptitude d’un matériau à subir une déformation irréversible sans se rompre. Ainsi, dans le contexte de la mise en forme des métaux, la ductilité est un paramètre qu’il est très i mportant de connaître, de contrôler et éventuellement de modifier. Dans la plupart des cas, comme par exemple en traction uniaxiale, la ductilité est limitée par deux facteurs pouvant combiner leurs effets : l’instabilité et l’endommagement.
Le premier d’entre eux, qui peut revêtir des formes très diverses suivant la géométrie de l’échantillon et la sollicitation imposée (par exemple, striction diffuse ou localisée, bandes de cisaillement), joue un rôle prédominant dans le cas des produits plats (emboutissage des tôles). En revanche, l’endommagement est le principal facteur limitant la ductilité dans les produits massifs.
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Amorçage de l’endommagement2. Caractérisations expérimentales
On distinguera les observations «directes » effectuées par métallographie, qui permettent de caractériser la taille, la forme et la distribution des microcavités considérées individuellement ou collectivement (analyse quantitative d’image), et les mesures de paramètres physiques permettant de caractériser l’endommagement de manière globale.
2.1 Observations directes de l’endommagement
L’examen métallographique de microcavités (ou microfissures) présente de nombreuses difficultés pratiques. De plus, la distribution des cavités étant très hétérogène, de nombreuses plages doivent être observées afin d’établir une description statistique de l’état du matériau endommagé.
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Les méthodes utilisées ont été présentées en détail et illustrées de nombreux exemples dans [1]. Elles peuvent être regroupées dans les trois catégories suivantes.
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Examen d’éprouvettes préalablement polies, puis déformées. Les zones observées ont donc été soumises à un état de contraintes planes (surface libre) qui diffère de celui subi par la masse du matériau. À l’échelle microscopique, les surfaces libres sont également connues pour leur capacité d’éliminer des dislocations au cours de la déformation plastique. Pour ces deux raisons, l’endommagement observé en surface peut ne pas être représentatif de l’état global du matériau. En revanche, cette méthode permet de répéter l’observation d’une même plage à différents stades de déformation de l’échantillon et de suivre ainsi l’évolution de l’endommagement d’une même zone.
Comme la surface étudiée, initialement plane, acquiert un certain relief au cours des déformations successives, il est préférable de mettre à profit la grande profondeur de champ du microscope électronique à balayage pour effectuer de telles observations.
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Examen d’éprouvettes...
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