Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
La déformation plastique par fluage s’effectue à charge et température constantes, mais à une vitesse de déformation variant continûment dans le temps. Cet article débute par une présentation des mécanismes élémentaires du fluage. Il enchaîne ensuite sur la caractérisation de la tenue au fluage avec la description de l’influence des paramètres, puis l’exploitation et l’extrapolation des résultats. Il aborde pour terminer les classes des aciers résistant au fluage et leurs critères de choix.
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Guy MURRY : Ingénieur de l’École Nationale Supérieure d’Électrochimie et d’Électrométallurgie de Grenoble, Docteur-Ingénieur - Ancien Directeur de l’Office Technique pour l’Utilisation de l’Acier (OTUA) - Ingénieur-conseil
INTRODUCTION
Le fluage est un processus de déformation plastique (se produisant à température supérieure à la température ambiante) qui a pour principale particularité de pouvoir se développer dans le temps, éventuellement jusqu’à rupture, alors qu’à la fois la température et l’effort appliqué (inférieur à la résistance à la traction à la température considérée) restent constants. Il se classe de ce fait parmi les modes de rupture dits « à temps » (avec la fatigue et la corrosion).
Un acier devra résister au fluage chaque fois qu’il sera soumis à des sollicitations mécaniques alors que sa température est sensiblement supérieure à la température ambiante.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de oct. 1984 par Guy MURRY
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Choix d’un acier devant résister au fluage3. Aciers résistant au fluage
Avant de décrire les différentes nuances d’aciers utilisées dans les constructions devant résister au fluage, il est utile de rappeler brièvement de quels facteurs métallurgiques dépend la résistance au fluage d’un métal.
3.1 Facteurs dont dépend la résistance au fluage
Au premier chef, il est intéressant de situer les limites de température habituellement considérées (0,3 Ts et 0,8 Ts) par rapport à la température de début de fusion (le solidus) des aciers. On sait que le fer fond à 1 536 C ; pour ce qui est de nombreux aciers on peut admettre que leur température de début de fusion Ts est comprise entre 1 500 et 1 400 C ce qui permet d’établir le tableau 3.
L’expérience montre que les aciers sont généralement utilisés dans le domaine de température compris entre 0,4 Ts et 0,7 Ts.
D’autre part, la résistance au fluage, toutes choses égales par ailleurs, sera plus élevée si le métal de base a une structure cubique à faces centrées que si celui-ci a une structure cubique centrée ; les aciers austénitiques ont généralement une meilleure résistance au fluage que les aciers dans lesquels le fer est à l’état alpha.
La tenue au fluage des aciers dépend des facteurs suivants.
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Durcissement de la matrice par effet de solution solide
L’ampleur du durcissement peut être accrue si les atomes de soluté sont susceptibles de créer un effet d’ordre à courte distance ou s’ils peuvent venir ancrer les dislocations (possible surtout avec les atomes interstitiels).
-
Durcissement par précipitation de composés (carbures ou composés intermétalliques)
Ces précipités gênent les mouvements des dislocations ; leur efficacité dépend donc :
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de leurs dimensions ;
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de leur cohérence avec la matrice ;
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de leur dureté ;
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de leur répartition ;
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de leur stabilité.
En général, il est souhaitable que les précipités soient fins et nombreux, durs, bien dispersés et si possible cohérents avec la matrice. Mais ces exigences ne...
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Aciers résistant au fluage
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GLEN (J.) - * - Journal of Iron and Steel Institute (août 1958).
-
(2) - LUBHAN (J.D.), FELGAR (R.P.) - Plasticity and creep of metals. - Wiley (1961).
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(3) - HART (E.W.) - * - Acta Met. ; 18 (1970).
-
(4) - POIRIER (J.P.) - Plasticité à haute température des solides cristallins. - Eyrolles (1976).
-
(5) - DORN (J.E.) - * - Symposium N.P.L. (1954) et, avec SHERBY (O.D.) et ORR (R.L.), Trans. A.S.M., vol. 46 (1954).
-
(6) - MURRY (G.) - * - Revue de Métallurgie ; juin (1967) et octobre (1970).
-
(7) - MURRY (G.) - * - Thèse...
NORMES
-
Produits en acier. Essai de fluage. - NF A 03-355 - (12.85)
-
Aciers et alliages de nickel pour éléments de fixation utilisés à température élevée et/ou basse température. - NF A 35-558 - (11.99)
-
Aciers et alliages à base de nickel et cobalt résistant au fluage. - NF A 35-578 - (01.03)
-
Produits plats en aciers pour appareils à pression - Partie 2 : aciers non alliés et alliés avec caractéristiques spécifiées à températures élévées. - NF EN 10028-2 - (12.03)
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