Limite d’élasticité des métaux purs et non déformés

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4. Limite d’élasticité des métaux purs et non déformés

4.1 Configuration des dislocations dans un cristal non déformé

La continuité de la structure cristalline impose que toute dislocation doive se fermer sur elle-même (boucle de dislocation) ou se terminer sur une autre dislocation, sur une surface libre ou sur une interface interne de la microstructure. Dans un cristal métallique non déformé, les dislocations s’arrangent en une configuration tridimensionnelle, plus ou moins complexe, appelée réseau de Frank (figure 6). Les segments de dislocations sont ancrés plus ou moins fortement aux jonctions entre dislocations que l’on appelle les nœuds du réseau de Frank. En l’absence de contraintes externes, les segments de dislocation entre les nœuds sont rectilignes afin de minimiser l’énergie élastique propre de l’ensemble des dislocations. La densité de dislocations ρ, exprimée en longueur totale des lignes par unité de volume, est de l’ordre de 10⁴ à 10⁶ cm · cm^–3. La distance moyenne entre les nœuds L _F ≍ 1/ est de l’ordre de 10 µm. Notons que ce type de configuration n’est possible que si les dimensions du cristal sont nettement supérieures à une dizaine de micromètres.

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4.2 Contrainte critique de cisaillement

Sous l’effet d’une sollicitation mécanique externe τ _a , le glissement des blocs cristallins est réalisé par le glissement irréversible de différents segments du réseau de Frank situés dans les plans denses (figure 7). Le déplacement d’un tel segment, ancré aux nœuds du réseau, conduit à la formation d’une boucle lorsque la dislocation se referme sur elle-même (figure 7 e ) et, en même temps, à la reconstitution du segment initial. Le déplacement élémentaire des blocs cristallins est achevé quand la boucle balaie toute la surface du plan de glissement mais la reconstitution du segment initial permet au processus de se répéter sous l’action...

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Sommaire
Sommaire détaillé

INTRODUCTION

1 - OBJECTIF

2 - LIMITE D’ÉLASTICITÉ ET DÉPLACEMENT DE DISLOCATIONS

3 - PROPRIÉTÉS DES DISLOCATIONS ET DÉFORMATION PLASTIQUE

3.1 - Configuration atomique d’une dislocation
3.2 - Énergie élastique associée à une dislocation et tension de ligne
3.3 - Plans de glissement des dislocations

4 - LIMITE D’ÉLASTICITÉ DES MÉTAUX PURS ET NON DÉFORMÉS

4.1 - Configuration des dislocations dans un cristal non déformé
4.2 - Contrainte critique de cisaillement
4.3 - Anisotropie de la limite d’élasticité d’un monocristal en traction uniaxiale
4.4 - Limite d’élasticité des métaux purs polycristallins

5 - MÉCANISMES DE DURCISSEMENT DES ALLIAGES MÉTALLIQUES

5.1 - Durcissement par effet de taille de grain
5.2 - Durcissement par écrouissage
5.3 - Durcissement par atomes en solution solide
5.4 - Durcissement par une dispersion intragranulaire de particules de deuxième phase

$Effet schématique de la taille des particules sur le mécanisme de durcissement et sur la grandeur du durcissement pour des valeurs croissantes de la fraction volumique de particules$
5.5 - Limite d’élasticité et durcissement des alliages polyphasés