Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Cet article s’intéresse à l’élasticité des matériaux métalliques courants. Il s’attarde tout d’abord à préciser les liens entre la contrainte d’écoulement plastique et la dureté pour des matériaux non écrouissables. Puis, il étudie l’influence de l’écrouissage pour différents indenteurs, sphérique, conique de révolution et pyramidal. Des cas d’essais de dureté réalisés sur des matériaux hétérogènes sont ensuite présentés, certains à gradient de dureté, d’autres revêtus d’un film mince ou soumis à un traitement de diffusion.
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Eric FELDER : Ingénieur civil des Mines de Paris - Docteur es Sciences - Maître de Recherches à l’École des Mines de Paris
INTRODUCTION
Pour les indenteurs pointus et/ou les matériaux métalliques courants, de limite d’élasticité petite devant leur module d’Young, l’analyse qualitative a montré que l’élasticité a peu d’influence sur la pression de contact. Nous précisons ici les liens entre la contrainte d’écoulement plastique et la dureté des matériaux peu écrouissables, puis précisons l’influence de l’écrouissage pour les formes usuelles d’indenteur : sphère, cône de révolution, pyramide. Enfin, nous analysons le cas d’essais de dureté réalisés sur des matériaux hétérogènes, du type matériau revêtu d’un film mince ou présentant une variation continue de dureté avec la distance à la surface (pièces soumises à un traitement de diffusion, par exemple).
Cet article fait partie d’une série d’articles sur les essais de dureté :
-
Dureté des corps et analyse qualitative [M 4 154] ;
-
Dureté des métaux courants. Cas limite rigide-plastique [M 4 155] ;
-
Dureté des matériaux. Influence de l’élasticité [M 4 156] ;
-
Dureté des corps. Analyse d’autres comportements [M 4 157] ;
-
Pour en savoir plus [Doc. M 4 158].
Les symboles utilisés dans cet article ont pour la plupart déjà été introduits en [M 4 154]. Le lecteur se reportera utilement à son tableau de symboles.
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Matériaux non écrouissables
En anglais
3. Cas des matériaux hétérogènes
3.1 Pénétration critique et pression d’indentation Vickers d’un matériau bicouche
On considère un bicouche, à savoir un matériau, dit substrat et de contrainte d’écoulement plastique σ 0s, revêtu d’un film d’épaisseur uniforme e et de contrainte d’écoulement σ 0e. Chacun des matériaux est supposé homogène et RPP, leur dureté Vickers, que nous notons pour simplifier H s et H e, est de l’ordre de 3 fois leur contrainte d’écoulement 2.3. Il s’agit d’étudier l’évolution de la pression d’indentation
de ce bicouche avec la force appliquée ou ce qui est équivalent du rapport h/e. En fait, l’étude considère le cas général d’une pyramide d’angle entre l’axe et le milieu des faces noté ici θ. Nous discuterons principalement le cas de la pyramide Vickers θ = 68˚. Un paramètre supplémentaire fondamental de ce problème est le rapport de dureté λ du bicouche et le frottement du matériau sur l’indenteur. Le frottement matériau-indenteur est caractérisé ici par le coefficient de frottement de Tresca
[12] :
Un modèle d’indentation cinématique incrémental en déformation plane permet d’analyser un tel problème (figure ...
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Cas des matériaux hétérogènes
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - TABOR (D.) - The hardness of solids. - Proc. of the Institute of Physics F- Physics in Technology, 1, 145-179 (1970).
-
(2) - O’NEILL (H.) - Hardness measurements of metals and alloys. - Chapman and Hall, p. 238 (1967).
-
(3) - LAUGIER (M.T.) - Hertzian indentation of ultra-fine grain size WC-Co composites. - J. Mater. Sci. Lett., 6, 841-943 (1987).
-
(4) - DOERNER (M.F.), NIX (W.D.) - A method for interpreting the data from depth-sensing indentation instruments. - J. Mater. Res., 1, (No 4), 601-608, juill./août 1986.
-
(5) - PETHICA (J.B.), HUTCHINGS (R.), OLIVER (W.C.) - Hardness measurement at penetration depths as small as 20 nm. - Phil. Mag. A 48, No 4, 593-606 (1983).
-
(6) - SUZUKI (H.) et coll - Studies on the flow stress of metals and alloys. - Report of the Institute of Industrial science,...
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