Généralités
Métallurgie en mise en forme

1.1 Divers aspects de la métallurgie en mise en forme

Les problèmes de métallurgie en mise en forme font intervenir quatre échelles d’observation différentes.

• L’échelle macroscopique (de la fraction de millimètre à plusieurs mètres) est celle de la pièce de métal tout entière, ou au moins d’un élément de volume de celle‐ci suffisamment grand pour être considéré comme homogène. C’est le domaine de la métallurgie mécanique, qui regroupe l’ensemble des essais mécaniques de laboratoire [36], permettant d’étudier le comportement macroscopique des matériaux, en particulier d’établir des lois de comportement empiriques. Les instruments d’observation associés à cette échelle sont essentiellement l’œil nu et la loupe binoculaire.

• L’échelle mésoscopique (de quelques micromètres à quelques millimètres) est celle des grains du métal. Elle correspond à l’étude de la déformation des monocristaux, du comportement du matériau considéré comme un agrégat polycristallin et de la genèse des textures de déformation et de recristallisation au cours de la mise en forme [39]. On peut rattacher à cette échelle le comportement des inclusions, l’analyse mécanique de l’endommagement et, plus généralement, la mécanique des matériaux hétérogènes. Les méthodes d’investigation structurale correspondantes sont principalement la métallographie optique et la microscopie électronique à balayage.

• L’échelle microscopique (de quelques nanomètres à quelques micromètres) correspond aux défauts cristallins. C’est le domaine de la physique de la plasticité, qui repose essentiellement sur la théorie des dislocations. Celle‐ci permet de comprendre la plupart des mécanismes élémentaires de la déformation plastique, d’établir des lois de comportement fondées sur des considérations physiques et de prévoir de nombreuses propriétés macroscopiques du matériau. Les observations microstructurales sont essentiellement effectuées par microscopie électronique en transmission.

• Enfin, l’échelle nanoscopique (du dixième de nanomètre au nanomètre)...