Bibliographie & annexes
Présentation
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.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version archivée 1 de oct. 1984 par Guy MURRY
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Fluage des aciers4. Choix d’un acier devant résister au fluage
Pour préparer le choix d’un acier devant résister au fluage, il est intéressant de caractériser son niveau de résistance au fluage en comparant, sur un même graphique, les évolutions de sa limite d’élasticité à chaud et celles de deux niveaux de performance aptes à délimiter globalement son domaine d’emploi en présence d’un phénomène de fluage ; on peut arbitrairement choisir ici :
-
la charge unitaire qui provoque la rupture par fluage en 10 000 h, celle-ci représenterait la sollicitation maximale que peut pratiquement supporter le métal (on pourrait aller jusqu’à 1 000 h ;
-
la charge unitaire qui provoque un allongement par fluage de 1 % en 100 000 h, celle-ci représenterait la sollicitation minimale sous laquelle le métal considéré peut encore être employé.
La figure 9 donne un exemple d’un tel graphique tracé pour un acier austénitique X6CrNiMo17-12-2. Son examen révèle trois faits importants :
-
il existe un domaine de température borné supérieurement dans lequel l’alliage considéré ne subit pas de déformation sensible par fluage quand il est soumis à une sollicitation inférieure à sa limite d’élasticité (ici cette limite supérieure est voisine de 550-600 C) ;
-
le domaine dans lequel l’alliage résiste plus ou moins au fluage est très étroit (sa largeur ici est de l’ordre de 50 à 100 C) ; au-delà de ce domaine la tenue de l’alliage ne peut pas être considérée comme intéressante ;
-
le niveau de sollicitation sous lequel l’alliage peut être considéré comme résistant au fluage diminue très vite quand la température s’élève.
Le domaine d’emploi optimal d’un alliage donné est donc relativement étroit ; il peut donc être utilisé comme base de choix en ce qui concerne sa tenue au fluage.
4.1 Ordres de grandeur des caractéristiques de résistance au fluage
On peut se faire une idée globale des domaines (température et charge unitaire) dans lesquels sont ou peuvent être utilisés les aciers en consultant les normes qui définissent les nuances devant résister au fluage. Le tableau 4 rassemble quelques-unes de ces données...
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Choix d’un acier devant résister 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).
-
(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...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Recueils de caractéristiques de résistance au fluage des aciers
Ergebnisse deutscher Zeitstandversuche langer Dauer-Verlag Stahleisen M.B.H. - - Düsseldorf (1969).
Résultats d’essais de rupture par fluage sur des aciers de fabrication française − - IRSID (1972).
Creep data sheets − - NRIM (depuis 1972).
BSCC high temperature data − - ISI (1973).
HAUT DE PAGE
NF A 03-355 - (12.85) - Produits en acier. Essai de fluage. - -
NF A 35-558 - (11.99) - Aciers et alliages de nickel pour éléments de fixation utilisés à température élevée et/ou basse température. - -
NF A 35-578 - (01.03) - Aciers et alliages à base de nickel et cobalt résistant au fluage. - -
NF EN 10028-2 - (12.03) - Produits plats en aciers pour appareils à pression - Partie 2 : aciers non alliés et alliés avec caractéristiques spécifiées à températures élévées. - -
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