Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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François SAINT-ANTONIN : Docteur de l’École Nationale Supérieure des Mines de Paris ENSMP - Ingénieur de Recherche au Centre d’Études Nucléaires de Grenoble - Commissariat à l’Énergie Atomique
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Lire l’articleINTRODUCTION
La déformation d’un matériau induite pendant le maintien constant de la température et de la contrainte est appelée fluage. Cette déformation est de nature viscoplastique et dépendante du temps de maintien.
Bien que le fluage soit possible à toutes les températures au-dessus du zéro absolu, cette déformation est activée thermiquement, c’est-à-dire que de faibles variations de température entraînent des variations importantes de la vitesse de déformation. Pour les alliages métalliques, le fluage n’intervient de façon importante qu’à des températures relativement élevées. Ainsi, le fluage est négligeable pour les alliages utilisés dans la réalisation de structures telles que les ponts ou les navires. Ce n’est pas le cas pour les cuves de centrales nucléaires devant fonctionner de nombreuses années à des températures supérieures à 400 oC. Le fluage peut être également important dans les parties chaudes des turbines à gaz et des turbomachines pour avions, où la température de certaines pièces atteint, actuellement, couramment 1 100 oC. Les comportements en fluage d’aciers type 316 L et d’alliages 800, pour les cuves de centrales nucléaires, ou des différents superalliages base nickel, pour les turbomachines d’avions, commencent à être bien cernés.
Le fluage doit être pris en considération dès que la température d’emploi est proche ou supérieure à 0,2 Tf (où Tf est la température de fusion de l’alliage considéré ) et /ou s’il existe des contraintes importantes. Ainsi, dans l’industrie du pétrole, le fluage peut ne pas être négligeable dans les unités de craquage où des températures et des contraintes très élevées peuvent être enregistrées.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de oct. 1956 par André GUEUSSIER
- Version archivée 2 de déc. 1971 par André GUEUSSIER, Raoul HUET DE LA TOUR
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Mécanismes de fluage. Effet de la microstructure du matériau1. Généralités
1.1 Réalisation d’un essai de fluage
Un essai de fluage est décomposé en deux étapes (figure 1) : la mise en charge et le fluage proprement dit.
En pratique, il n’est pas toujours facile de réaliser un essai à contrainte constante. En effet, si la déformation est importante, l’essai est réalisé à force constante : la contrainte augmente lors de l’essai avec l’allongement de l’éprouvette (figure 1). L’essai de fluage est défini par la norme NF A 03-355.
Suivant les matériaux et les matériels utilisés pendant l’essai, de nombreuses précautions sont à prendre. En particulier, pour un essai à haute température, il est nécessaire de réduire le plus possible le temps pour obtenir une température parfaitement stable de l’éprouvette, des systèmes de fixation de l’éprouvette et, éventuellement, des appareils de mesure de la déformation. Dans le cas de matériaux déformés à froid, la mise en température peut provoquer une recristallisation partielle de la structure. Dans ce cas, il est donc nécessaire de procéder de façon identique d’un essai à l’autre.
Pour des essais de longue durée, il est préférable de placer la machine dans une salle climatisée afin d’éviter les instabilités liées à des changements de température atmosphérique.
Avant de lancer un essai, l’alignement de l’éprouvette avec le système de mise en charge doit être réalisé avec soin. Il est parfois nécessaire de soumettre l’ensemble à une précharge, celle-ci ne devant pas être supérieure à 10 % de la limite d’élasticité du matériau testé.
on pourra se reporter aussi à la norme NF T 51-103 portant sur le fluage en traction.
En général, les essais de fluage sont réalisés sur des machines à charge constante utilisant la force de pesanteur : une masse est fixée à l’éprouvette ou, bien souvent, pour les essais de longue durée, un système d’amplification...
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Généralités
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - FROST (H.J.), ASHBY (M.F.) - Deformation-mechanism maps, The Plasticity and Creep of Metals and Ceramics. - Pergamon Press Oxford (1982).
-
(2) - FREDHOLM (A.), STRADEL (J.L.) - High temperature alloys their exploitable potential. - MARRIOTT (J.B.), MERZ (M.), NIHOUL (J.) et WARD (J.) Elsevier Applied Science p. 9 (1987).
-
(3) - POIRIER (J.P.) - Plasticité à haute température des solides cristallins. - Eyrolles, Paris (1976).
-
(4) - KENNEDY (A.J.) - Processes of creep and fatigue in metals. - Oliver and Boyd LTD Edimbourg et Londres (1962).
-
(5) - EVANS (R.W.), WILSHIRE (B) - Creep of metals and alloys. - The Institute of Metals Londres (1985).
-
(6) - GAROFALO (F.) - Fundamentals of creep and creep rupture in metals (Déformation et rupture par fluage) - traduit par ANDRÉ (J.P.) Dunod Paris (1970).
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NORMES
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Produits en acier. Essai de fluage - NF A03-355 - Déc. 1985
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Forets à centrer pour centres sans chanfrein de protection. Type A. Indice de classement : E66-053. - NF ISO 866 - Janv. 2004
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Forets à centrer pour centres avec chanfrein de protection. Type B Indice de classement E66-054. - NF ISO 2540 - Janv. 2004
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Forets à centrer pour centres à profil curviligne. Type R. Indice de classement : E66-055. - NF ISO 2541 - Janv. 2004
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Plastiques. Détermination du comportement au fluage. Partie 1 : fluage en traction. Indice de classement : T51-103-1. - NF EN ISO 899-1 - Oct. 2003
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Plastiques. Détermination du comportement au fluage. Partie 2 : fluage en flexion par mise en charge en trois points. Indice de classement : T51-103-2. - NF EN ISO 899-2 - Oct. 2003
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