Bibliographie & annexes
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English
Auteur(s)
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Jean-Jacques BLANDIN : Ingénieur de l’École centrale de Lyon - Docteur de l’Institut national polytechnique de Grenoble - Chargé de recherche au CNRS - Institut national polytechnique de Grenoble
-
Michel SUERY : Docteur ès sciences physiques - Directeur de recherche au CNRS - Directeur du laboratoire Génie physique et mécanique des matériaux ESA CNRS no 5010 - Institut national polytechnique de Grenoble
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La superplasticité est une propriété de déformation plastique à haute température (
où T f est la température de fusion du métal exprimée en kelvins) d’un matériau polycristallin qui se caractérise par des allongements à rupture importants pouvant dépasser 1 000 % au cours d’un essai de traction. Cette grande stabilité de la déformation est mise à profit pour la mise en forme par thermoformage de pièces souvent complexes et difficiles à mettre en forme selon une autre technique. La mise en forme superplastique trouve ainsi de nombreuses applications, en particulier dans l’aéronautique, grâce à l’utilisation des alliages de titane et d’aluminium.
Le présent article traitera des aspects fondamentaux de la superplasticité et détaillera les principales familles de matériaux pouvant présenter ce comportement. Quelques considérations sur les procédés de mise en forme seront également présentées.
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Rentabilité de la mise en forme superplastique
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5. Procédés de mise en forme
Les procédés de mise en forme utilisés pour les matériaux superplastiques peuvent être classés en deux grandes catégories :
-
les procédés dérivant de ceux utilisés pour les matières plastiques comme le thermoformage ou le soufflage ;
-
les procédés classiques de déformation des métaux et alliages comme le forgeage ainsi que la métallurgie des poudres associée au forgeage pour les superalliages à base de nickel en particulier.
Dans ce paragraphe, nous ne développons brièvement que la première catégorie du fait de son caractère inhabituel pour les matériaux métalliques d’une part, et de son importance pour les alliages d’aluminium et de titane qui constituent la majeure partie des applications d’autre part.
le lecteur intéressé par des compléments pourra se reporter à l’article spécifique consacré à la mise en forme superplastique dans le traité Génie mécanique.
Le thermoformage superplastique d’une pièce de forme simple peut être réalisé en appliquant une pression de gaz à une tôle maintenue à sa périphérie et chauffée à la température optimale de superplasticité de façon à lui faire épouser une cavité (figure 10). La première étape du procédé constitue un thermoformage libre. Il en résulte alors une variation d’épaisseur de la tôle déformée avec une sous-épaisseur au pôle (d’autant plus importante que la valeur du coefficient de sensibilité de la contrainte à la vitesse de déformation est plus faible ; (figure 11). Lorsque la tôle rentre en contact avec le moule, l’amincissement est diminué en raison du frottement, et la pression tend alors à plaquer la tôle contre l’outil, de sorte que la déformation ultérieure est largement concentrée aux régions libres de la tôle. Il en résulte une diminution de l’épaisseur marquée dans les angles de la pièce. Différentes variantes du procédé de thermoformage ont été mises au point en relation avec le type de pièces à réaliser : elles conjuguent généralement l’action de la pression à celle d’un poinçon de façon...
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Procédés de mise en forme
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - UNDERWOOD (E.E.) - Superplasticity and related phenomena (Superplasticité et phénomènes associés). - Journal of Metals 14, p. 914 (1962).
-
(2) - ASHBY (M.F.), VERRALL (R.A.) - Diffusion-accommodated flow and superplasticity (Superplasticité et déformation contrôlée par de la diffusion). - Acta Metallurgica, 21, p. 149-163 (1973).
-
(3) - BALL (A.), HUTCHINSON (M.M.) - Superplasticity in the aluminium-zinc eutectoid (Superplasticité de l’alliage eutectoïde aluminium-zinc), - Metals Science Journal, 3, p. 1-7 (1969).
-
(4) - MUKHERJEE (A.K.) - The rate controlling mechanism in superplasticity (Les mécanismes de contrôle de la déformation superplastique), - Materials Science Engineering, 8, p. 83-89 (1971).
-
(5) - RAJ (R.), CHYUNG (C.K.) - Solution precipitation creep in glass ceramics (Fluage par dissolution – précipitation dans des céramiques à phase vitreuse), - Acta Metallurgica, 29, p. 159-166 (1980).
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