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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Ductilité et fragilité à haute température6. Critères de rupture ductile
L’étude du stade final de l’endommagement, c’est-à-dire la coalescence des cavités, qui conduit rapidement à la rupture ductile du matériau, est particulièrement complexe pour plusieurs raisons.
Tout d’abord, la distribution de cavités à l’issue du stade de croissance est très hétérogène, alors que la plupart des modèles considèrent la fraction volumique moyenne f des cavités. Certains auteurs ont noté dans la zone de matière séparant deux cavités « primaires », l’apparition d’un endommagement « secondaire » impliquant des cavités plus petites. La coalescence des cavités primaires implique alors un phénomène d’instabilité mécanique, analogue à une striction, et accéléré par la présence de l’endomma-gement secondaire.
Enfin, il est clair que les mécanismes de rupture ductile sont étroitement dépendants du chemin de déformation et du type de chargement imposés, en particulier de la triaxialité ζ. Les modèles permettant de prévoir la déformation à rupture sont soit fondés directement sur les lois de croissance des cavités présentées dans le paragraphe 4, soit de nature plus ou moins empirique. L’exemple de la figure 10 a permis de vérifier que ces lois de croissance sont voisines.
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Critères de rupture microscopiques. On suppose que la coalescence se produit lorsque le rapport R / R 0, entre le rayon actuel des cavités (supposées toutes identiques et sphériques) et leur rayon initial, atteint une valeur critique.
La loi de vitesse de croissance ...
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