Article

1 - BILAN ÉNERGÉTIQUE DE LA MISE EN FORME

2 - TEMPÉRATURE AU CŒUR DE LA PIÈCE ET COUPLAGES THERMOMÉCANIQUES

3 - ANNEXE : CARACTÉRISTIQUES THERMOPHYSIQUES DES ACIERS ET AUTRES ALLIAGES

| Réf : M3012 v1

Effet thermique de la mise en forme - Théorie et phénomènes volumiques

Auteur(s) : Éric FELDER

Date de publication : 10 juin 2001

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

Auteur(s)

  • Éric FELDER : Ingénieur civil des Mines de Paris - Docteur ès sciences - Maître de recherches à l’École des mines de Paris - Responsable adjoint du « Groupe surfaces et tribologie » au Centre de mise en forme des matériaux (CEMEF)

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

INTRODUCTION

Sous la pression économique actuelle, l’industrie de la mise en forme doit améliorer la qualité de ses produits tout en abaissant leur prix de revient. Pour faire face à ces contraintes, le praticien doit analyser et optimiser non seulement les aspects mécaniques des opérations de mise en forme mais aussi, et de plus en plus, leurs aspects thermiques. En effet, toute opération de mise en forme, qu’elle soit « à chaud », « à froid » ou « à tiède », fait intervenir la température : la déformation plastique échauffe la pièce à cœur ; à cet échauffement vient s’ajouter sur une partie de la surface de la pièce et de l’outil un échauffement induit par le glissement du métal sur l’outil. Dans les opérations de mise en forme à chaud comme le filage, le laminage ou le forgeage, les gradients de température entre la pièce chaude et l’outil plus froid induisent un refroidissement superficiel de la pièce et, corrélativement, un échauffement superficiel de l’outillage ; des phénomènes analogues, bien que moins intenses et inverses, se produisent en mise en forme à froid entre l’outil échauffé par les opérations précédentes et la pièce froide. Les conséquences de ces phénomènes thermiques sont multiples. Dans la pièce mise en forme, les différences de température induisent des écarts de contrainte d’écoulement qui tendent à modifier l’écoulement plastique, avec des conséquences géométriques (dimensions, écarts de forme), mécaniques (contraintes résiduelles) et métallurgiques (structure, taille des grains, fissures...) parfois néfastes. La température conditionne étroitement l’épaisseur des films lubrifiants, en modifiant la viscosité des lubrifiants liquides et la consistance des lubrifiants solides, et de ce fait le coefficient de frottement et l’énergie de mise en forme. Elle produit une évolution marquée à chaud des lubrifiants avec, par exemple, la vaporisation servant à l’éjection des pièces de forge ou au décalaminage en laminage. La température de travail de l’outil (et bien souvent le cycle de températures au cours du travail ou l’écart entre température superficielle et température à cœur) d’une filière, d’un cylindre de laminoir ou d’une matrice de forgeage conditionne étroitement le régime de contraintes appliquées, les tolérances dimensionnelles (dilatation) et la plupart des formes d’usure, soit directement (fatigue thermique, fluage), soit indirectement [résistance à l’abrasion, à la fatigue mécanique, fragilisation par trempe superficielle, cinétique d’évolution physique (transformation de structure), chimique (oxydation, diffusion...)]. En bref, la durée de vie de l’outillage dépend étroitement du régime thermique que lui impose l’opération de mise en forme.

Ces problèmes étant complexes, on utilise de plus en plus la simulation numérique pour les analyser et les maîtriser. Toutefois, la mise au point d’une simulation complète est une opération longue et du ressort de spécialistes chevronnés. L’objectif de cet exposé est donc de présenter les ordres de grandeur des phénomènes thermiques afin d’en discuter la nature et l’intensité, en préalable à des estimations plus précises obtenues par des simulations numériques par la méthode des éléments finis, seule apte à fournir une analyse complète et détaillée des divers aspects.

Nota :

Cet exposé se compose de deux articles :

[M 3 012] Effet thermique de la mise en forme. Théorie et phénomènes volumiques ;

Effet thermique de la mise en forme- Phénomènes superficiels et modélisation Effet thermique de la mise en forme. Phénomènes superficiels et modélisation.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 92% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-m3012


Cet article fait partie de l’offre

Frottement, usure et lubrification

(92 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Frottement, usure et lubrification

(92 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Sommaire
Sommaire

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Frottement, usure et lubrification

(92 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS