Chap. 2.4 : Cisaillement et Re Flashcards
Qu’est ce que le cisaillement théorique ?
L’effort nécessaire pour rompre simultanément toutes les liaisons nécessaires entre les atomes, dans le cas d’un solide parfait sans dislocations.
Contrainte très élevée
Valeur de la cission dans le cas d’un solide avec dislocations ?
S’il y a des dislocations, elles permettent le déplacement de plans d’atomes l’un après l’autre.
Il y a donc besoin d’une cission bien plus faible que la cission théorique, car il faut seulement initier la première dislocation. Progressivement, la dislocation va se propager.
Contrainte de cisaillement critique ?
Si une cission est appliquée à un cristal contenant une dislocation, il faut appliquer une certaine force pour provoquer le déplacement de la dislocation.
La force doit être suffisante pour vaincre les forces de friction du réseau.
On définit donc une force par unité de longueur et contrainte critique.
Valeur propre à chaque matériau, et chaque grain dans le matériau a la même.
Mesurer la contrainte de cisaillement critique ?
- dans un cristal idéal = force de traction au sein du réseau = contrainte de Peierls.
- en réalité, c’est + que ça, en raison des interactions entre dislocations + impuretés
Segments de dislocation ?
Portion d’une dislocation.
Quand la dislocation rencontre un obstacle, elle se divise en plusieurs portions : certaines sont bloquées, d’autres avancent.
Segments de dislocations et obstacles ?
Quand rencontrent un obstacle, les segments de dislocations ont tendance à se courber
Mécanisme de Frank-Read ?
Explique la multiplication des dislocations.
On a une contrainte appliquée à une dislocation ancrée en 2 points fixes (impuretés, croisements d’autres dislocations). Celle-ci commence à se courber, jusqu’à se renfermer sur elle-même et former une boucle, qui se détache et forme une nouvelle dislocation.
Le processus peut se répéter indéfiniment.
Quel déplacement lors de l’émergence d’une dislocation à la surface ?
déplacement égal au vecteur de Bürgers = environ 0.2 nm.
Expérimentalement, on observe des dénivellations de l’ordre de 200nm à la surface –> il faut donc des séries de dislocations.
Empilement de dislocations ?
Lorsqu’un petit volume possède une concentration de contraintes importantes, on assiste un des empilements de dislocation. C’est dû aux contraintes thermiques, et aux différences de coefficient de dilatation
poly, mono cristal et Re ?
Les polycristaux ont une limite d’élasticité plus élevée que les monocristaux.
Qu’est ce que le facteur de Schmid exprime ?
traduit le fait que lorsque l’on effectue des tractions sur un monocristal, la contrainte appliquée varie en fonction de l’orientation du monocristal.
déformation plastique chez les polycristallins ?
Résultat de la déformation des grains individuels qui composent le matériau.
Détermination de Re chez les polycristaux ?
- Limite macroscopique
- Limite microscopique
Limite microscopique de Re ?
Dépend de la cission critique.
Comme les systèmes de glissement ont des orientations différentes, sont soumis à des contraintes différentes.
Le glissement commence dans les systèmes les mieux orientés / contrainte, puis les dislocations se retrouvent bloquées, soit par d’autres dislocations ou par les joints de grains.
Limite macroscopique de Re ?
= valeur de la contrainte à partir de laquelle la déformation plastique se produit dans tous les grains.
-> d’autant plus élevée que les grains sont petits.
A quoi est soumise la déformation d’un grain ?
La déformation de chaque grain est soumise à :
- conditions sur le grain lui-même : orientation, SG qui vont s’activer
- Compatibilité des déformations entre les grains : nécessite plusieurs SG
Combien de SG indépendants requis pour entraîner la déformation plastique chez les polycristaux ?
Au moins 5/12
Maclage ?
Autre mode de déformation que le glissement.
Basculement de partie du cristal
Durcissement ? conséquences ?
= Augmentation de la Re.
Lié à la facilité qu’auront les dislocations à se déplacer dans le matériau
Conséquence, baisse de la ductilité, et baisse de la déformation à la rupture.
Durcissement par écrouissage ?
La décharge s’effectue avec la même pente que la partie élastique.
La nouvelle Re est supérieure à la précédente.
Augmentation du nb de dislocations dans le matériau, puisqu’on applique bcp de contraintes
Durcissement par écrouissage : pourquoi est-ce que la Re devient plus élevée ?
+ on augmente la contrainte ( > Re), + le nb de plans de glissements actifs augmente.
Les dislocations augmentent. Une partie se retrouve bloquée et forme de nouvelles dislocations.
Avec toutes ces nouvelles dislocations, le glissement devient de + en + difficile, nécessitant une contrainte plus forte, et la Re augmente.
Taux d’écrouissage / de consolidation ?
Pente de la courbe de traction sur le domaine plastique
Dans la courbe de traction, à quoi sert l’écrouissage ?
Il compense la diminution de la section.
- Au début, c’est facile, pente de la courbe est forte
- Au maximum de la courbe, compense tout juste.
- Puis quand les contraintes sont plus élevées, l’écrouissage ne suffit plus : striction
Durcissement par affinement de la taille des grains ?
+ les grains sont petits, + Re augmente.
- Grains + petits = joints de grains plus grands donc obstacles plus grands à dépasser
- condition de 5/12 SG activés doit être remplie + de fois, complexe.
Structure hc, cfc et taille des grains ?
Paramètre dépendant du matériau très faible donc leurs propriétés mécaniques varient peu / taille des grains.
Quelle loi est utilisée pour le durcissement par affinement de la taille des grains ?
Relation de Hall-Petch
Durcissement des alliages ?
- en solution solide
- par précipitaition
Durcissement des alliages en solution solide ?
Addition d’éléments d’alliage augmente la Re, car les interactions entre les dislocations et les atomes étrangers vont les freiner, par attraction ou répulsion.
Les atomes en insertion créent des distorsion dans le réseau, et les dislocations ont du mal avec.
Durcissement par précipitation ?
traitement thermique
Critère de von Mises s’applique sur qui ?
les métaux uniquement
Quelles hypothèses pour l’application du critère de von Mises ?
1) métal plastiquement incompressible
2) on est dans le repère propre des contraintes
De quoi est composée l’énergie élastique globale ?
1) Energie élastique de cisaillement
2) énergie globale de dilatation (liée aux contraintes hydrostatiques)
Postulat du critère de von Mises ?
Le seuil de plasticité et son franchissement sont liés à l’énergie de distorsion (= énergie élastique de cisaillement
Qu’est-ce que le critère de Mises prend en compte ?
Uniquement la partie déviatrice du tenseur des contraintes
Qu’est-ce que τe ?
Limite d’élasticité lors d’une sollicitation en cisaillement pur.
Obtenu à partir d’un tenseur de torsion pur
