Bibliographie & annexes
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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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Descriptions mathématiques du fluage et lois de comportement2. Mécanismes de fluage. Effet de la microstructure du matériau
2.1 Mécanismes à basses températures
Aux basses températures (T < 0,4 à 0,5 T f ), il s’agit d’une déformation plastique, liée à des mécanismes de dislocations.
Lors du chargement et du fluage primaire, il y a surtout création et propagation des dislocations. En général, ces dislocations ne forment pas de structures cellulaires particulières, elles sont enchevêtrées. On observe les structures formées par glissement des dislocations : bandes de déformation et lignes de glissement plus ou moins espacées suivant la contrainte appliquée et le temps de fluage.
Lors du fluage secondaire, les dislocations s’assemblent pour former une structure cellulaire plus ou moins nette : cela correspond à une polygonisation du glissement. Les murs des cellules sont constitués de dislocations enchevêtrées (figure 8). Ces cellules sont d’autant moins formées que la température est basse. Elles présentent bien souvent un allongement suivant le type de glissement activé. La densité de dislocations reste stable au cours de ce stade. La sous-structure se forme et se détruit constamment : il y a équilibre entre les processus de formation et d’annihilation des dislocations. En revanche, la désorientation entre les sous-grains augmente avec le temps. Tout se passe comme si le processus de formation et d’annihilation des dislocations concourait uniquement à l’accroissement de la désorientation des sous-grains entre eux.
HAUT DE PAGE2.2 Mécanismes à hautes températures
La différence entre le fluage à basses et à hautes températures (T > 0,4 à 0,5 T f ) est liée à la présence de mécanismes de montée des dislocations, phénomène qui est thermiquement activé. Comme précédemment, le chargement et le fluage primaire correspondent à la création et à la propagation des dislocations. Il y a néanmoins une nette tendance à la formation de cellules de dislocations lors du fluage primaire. La disparition de la structure de plastification en fin de chargement est réalisée par restauration (mise en jeu des mécanismes de montée et de glissement dévié des dislocations). Les lignes de glissement sont réparties...
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Mécanismes de fluage. Effet de la microstructure du matériau
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).
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(3) - POIRIER (J.P.) - Plasticité à haute température des solides cristallins. - Eyrolles, Paris (1976).
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(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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