Matériaux non écrouissables
Dureté des métaux courants - Cas limite rigide – plastique

1.1 Indentation plane

Pour préciser simplement la morphologie de l’écoulement selon la géométrie de l’indenteur et le frottement, considérons tout d’abord le cas de l’indentation par un dièdre : chaque tranche de matière selon un plan perpendiculaire à l’arête du dièdre subit la même déformation (déformation plane) et on connaît deux formes simples et possibles d’écoulement plastique (figure 1) décrites par la méthode du champ des lignes de glissement [14]. La zone de déformation se situe au voisinage immédiat de l’indenteur : la matière y est animée d’une vitesse de module constant et de direction parallèle à la frontière avec le substrat qui ne se déforme pas ; l’avancée de l’indenteur produit une remontée de matière au voisinage de la surface libre pour y former un bourrelet de surface plane .

À faible frottement , la face droite de l’indenteur OB s’appuie sur une zone triangulaire (rectangle) OAB, d’angle λ décroissant quand le frottement augmente et où la matière, en glissant sur l’indenteur, s’écoule parallèlement à OA avec un champ de vitesse et de contrainte uniformes ; elle est cisaillée dans le secteur circulaire ABC, appelé éventail de Prandtl, d’ouverture angulaire ψ, parallèlement aux arcs des cercles de centre B et remonte parallèlement à CD dans le triangle rectangle-isocèle BCD où vitesse et contraintes sont à nouveau uniformes. Les valeurs de H* et A* dépendent de θ et du frottement.

À partir d’un certain niveau de frottement , l’écoulement n’est plus sensible au frottement : l’indenteur s’appuie sur une zone rigide dite « zone morte » (quadrilatère B’OBA) animée de la même vitesse que l’indenteur et équivalente en première approximation à un dièdre d’angle total 90˚ qui pousse la...