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RÉSUMÉ
Sont recensés un grand nombre de dispositifs de déformation à chaud, menées à l'aide de montages développés de manière spécifique, mais sans qu'aucune norme n'ait jamais été édictée. Ces systèmes sont de trois natures différentes, selon le chemin de déformation visé par l’essai : la compression, la traction et la torsion à chaud. La compression et la torsion ont pour objectif l'étude de la rhéologie du matériau à chaud, alors que la traction est, en général, réservée aux aspects liés à l'endommagement. Ces tests permettent de caractériser la sensibilité d’un matériau à la vitesse de déformation ou à la température, de déterminer l’énergie d’activation apparente et les paramètres d’écrouissage et de restauration dynamique.
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Although a significant number of hot deformation processes are identified, conducted with specifically developed systems, no standard has been enacted as of yet. These systems consist in three different natures, according to the deformation process aimed at by the test: compression, tension and hot torsion. The aim of compression and torsion is to study the rheology of the heated material whereas traction is generally linked to environmental aspects. These tests allow for the characterization of the sensitiveness of a material to the deformation speed or to the temperature and the determination of the apparent activation energy as well as the work-hardening and dynamic restoration parameters.
Auteur(s)
-
Frank MONTHEILLET : Ingénieur civil des mines et Docteur ès Sciences - Directeur de recherche au CNRS
-
Christophe DESRAYAUD : Maître assistant
INTRODUCTION
On recense un grand nombre de méthodes de caractérisation à chaud, menées à l'aide de montages développés de manière spécifique, mais sans qu'une norme n'ait jamais été édictée. Une telle norme existe en revanche pour l'essai de mesure de résistance mécanique à froid (norme ASTM).
On distingue trois principaux types d'essais : la compression, la traction et la torsion à chaud. La compression et la torsion ont pour objectif l'étude de la rhéologie du matériau à chaud, alors que la traction est, en général, réservée aux aspects liés à l'endommagement.
Cet article ne détaille pas les dispositifs spécifiques au SPD (Severe Plastic Deformation) tels que l'Equal Channel Angular Extrusion (ECAE), l'Accumulative Roll Bonding (ARB) ou le High Pressure Torsion (HPT) permettant d'accéder à des niveaux de déformation élevée, mais ne fournissant pas de manière directe l'information sur la rhéologie du matériau (contrainte d'écoulement). Par ailleurs, ces dispositifs n'ont été développés que de manière anecdotique à haute température.
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Description des dispositifs et des échantillons
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3. Détermination pratique des paramètres rhéologiques
Les coefficients caractérisant la sensibilité d'un matériau à la vitesse de déformation ou à la température, de même que les paramètres permettant de quantifier l'écrouissage et la restauration dynamique sont définis dans les dossiers et . Ils peuvent tous être déterminés à partir de courbes contrainte/déformation obtenues au moyen d'essais effectués à différentes vitesses de déformation et températures.
3.1 Sensibilité à la vitesse de déformation (m)
Ce paramètre est défini par la dérivée partielle :
( 31 )
avec :
- σ0 :
- contrainte d'écoulement (Pa),
-
![]()
: - vitesse de déformation équivalente (s−1)
calculée à température et déformation constantes. À partir d'un ensemble de courbes contrainte/déformation obtenues à différentes vitesses de déformation et à une même température T, on mesure donc les contraintes d'écoulement associées à une déformation déterminée (figure 12a). Celle-ci peut être quelconque ou bien correspondre au cas où le régime stationnaire est atteint pour toutes les courbes
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Détermination pratique des paramètres rhéologiques
ANNEXES
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À lire également dans nos bases
MONTHEILLET (F.) - Métallurgie en mise en forme à froid - [M 3 030].
FELDER (E.) - Lubrification des surfaces lors de la mise en forme - [M 597].
MONTHEILLET (F.) - Métallurgie en mise en forme à chaud - [M 3 031].
HAUT DE PAGE
Ouvrages
LOVEDAY (M.S.) - MAHON (G.J.) - ROEBUCK (B.) - LACEY (A.J.) - PALMIERE (E.J.) - SELLARS (C.M.) - VAN DER WINDEN (M.R.) - Measurement of flow stress in hot plane strain compression tests - Materials at High Temperatures 23, p. 85-118 (2006).
MAURICE (C.) - DRIVER (J.H.) - High temperature plane strain compression of cube oriented aluminium crystals - Acta Mater. 41, p. 1653-1664 (1993).
VANDERESSE (N.) - DESRAYAUD (Ch.) - GIRARD-INSARDI (S.) - DARRIEULAT (M.) - Channel-die compression at high temperature - Mater. Sci. Eng. A 476, pp. 322-332 (2008).
DESRAYAUD (C.) - RINGEVAL (S.) - GIRARD (S.) - DRIVER (J.H.) - A novel high straining process for bulk materials-The development of a multipass forging system by compression along three axes - J. Mater. Proc. Technol. 172, p. 152-158 (2006).
ROSSARD (C.) - BLAIN (P.) - Premiers résultats de recherches sur la déformation des aciers à chaud. Mise au point d'un appareillage spécialement étudié - Rev. Métall....
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