Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Hans Joachim BUNGE : Professeur. Département de métallurgie physiqueUniversité Technologique de Clausthal (D)
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Claude ESLING : Professeur. Laboratoire d’étude des textures et application aux matériaux (LETAM) - URA – CNRS 2090 ISGMP, Université de Metz
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Lire l’articleINTRODUCTION
La plupart des matériaux utilisés technologiquement ont une structure polycristalline. Leurs propriétés dépendent à la fois de la structure de l’agrégat polycristallin et des propriétés des cristaux qui les constituent. Les propriétés des cristaux sont essentiellement données par le choix des matériaux. La structure de l’agrégat et donc son influence sur les propriétés des matériaux obtenus dépend cependant du traitement subi par les matériaux. À cause de l’anisotropie des propriétés cristallines, l’orientation du cristal et tous les paramètres de structure qui en découlent, c’est‐à‐dire la texture et les grandeurs texturales d’ordre supérieur (fonctions de corrélation par exemple), jouent un rôle prédominant parmi les paramètres d’agrégat du matériau polycristallin. La texture et les grandeurs qui y sont reliées constituent donc d’importants paramètres structuraux à deux points de vue :
-
ils influencent les propriétés des matériaux ;
-
ils évoluent lors du traitement des matériaux.
Ces deux points doivent être compris quantitativement en termes de modèles mathématiques.
Des normes technologiques précisent quelles sont les marges de variation maximale autorisées pour les propriétés des matériaux, qui sont d’autant plus étroites que la qualité des matériaux s’accroît. Elles sont particulièrement étroites pour les matériaux dits de haute technologie. À cet effet, les propriétés de base des matériaux, telles que composition et pureté, doivent être contrôlées. Dès que l’incertitude sur les propriétés due à celle sur ces paramètres est inférieure à l’anisotropie cristallographique, la texture et les grandeurs qui y sont reliées deviennent les paramètres structuraux dominants ; le contrôle des grandeurs de base étant constamment amélioré, cela s’appliquera tôt ou tard à tous les matériaux polycristallins. En métallurgie, on effectue depuis longtemps des études et des contrôles de texture, mais cela est moins courant pour d’autres types de matériaux, pour deux raisons essentielles :
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les normes technologiques n’exigent pas vraiment de contrôle des textures dans le domaine des matériaux non métalliques ;
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les matériaux non métalliques ont des structures cristallines plus complexes si bien que les analyses de texture de ces matériaux sont plus difficiles à réaliser, voire quasiment impossibles au moyen des techniques conventionnelles.
Actuellement, ces deux points évoluent rapidement, si bien que les études et contrôles de texture sont importants pour tous les matériaux technologiques.
Cet article donne la définition des textures et des grandeurs qui y sont reliées, et présente la détermination de textures, leur formation ainsi que leur influence sur les propriétés des matériaux métalliques. Ces considérations sont valables pour tous types de matériaux.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de avr. 1981 par Paul PARNIÈRE
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Description des structures des matériaux polycristallins4. Propriétés des matériaux texturés
La texture (figure 5), de même que d’autres paramètres structuraux, par exemple figure 2, peut fortement influencer les propriétés des matériaux. En fait, les propriétés des matériaux dépendent de tous les paramètres structuraux mentionnés dans le premier chapitre, la structure cristalline, la composition des phases, l’orientation cristalline et les défauts de réseau.
Cet article ne traite que de l’influence de l’orientation cristalline sur les propriétés des matériaux, c’est‐à‐dire de la texture et des grandeurs texturales d’ordre élevé, les autres influences possibles étant considérées comme acquises.
L’orientation cristalline influence les propriétés des matériaux via l’anisotropie cristalline : dépendance des propriétés par rapport à la direction cristallographique. En particulier, trois influences différentes peuvent être distinguées comme le montre schématiquement la figure 49 :
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anisotropie macroscopique ;
-
discontinuité des propriétés à travers les joints de grains ;
-
propriétés particulières des joints de grains.
4.1 Anisotropie macroscopique
L’anisotropie des propriétés physiques dans les monocristaux peut s’exprimer de deux façons particulières : dépendance directionnelle et dépendance de l’orientation.
-
Dépendance directionnelle
Les propriétés qui sont mesurées le long d’une direction peuvent être décrites en traçant le long de cette direction une longueur proportionnelle à leur valeur numérique. Cela est illustré par l’exemple du module de Young E (h) tracé en fonction de la direction cristalline h (figure 50). La loi de Hooke, reliant les contraintes σ (h)...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BUNGE (H.J.) - Some applications of the Taylor theory of polycrystal plasticity. - Kristall und Technik 3, p. 431-438 (1968).
-
(2) - BUNGE (H.J.), ROBERTS (W.T.) - Orientation distribution, elastic and plastic anisotropy in stabilized steel sheet. - J. Appl. Cryst. 2, p. 116-128 (1969).
-
(3) - BUNGE (H.J.) - Texture analysis in materials science. - Mathematical Methods. 1982 Butterworth London, 593 p., 2nd Ed., Cuvillier-Verlag Göttingen (1993).
-
(4) - BUNGE (H.J.), SCHULZE (M.), GRZESIK (D.) - Calculation of the yield locus of polycristalline materials according to the Taylor theory. - Peine + Salzgitter Berichte (Sonderheft), Salzgitter AG, p. 31 (1980).
-
(5) - BUNGE (H.J.), ESLING (C.) (Eds) - Quantitative texture analysis. - 1982 DGM Informationgesellschaft-Verlag Oberusel, 551 p., 2nd Ed. (1986).
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(6) - BUNGE (H.J.), ESLING (C.) (Eds) - Advances...
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