Dureté des matériaux - Influence de l’élasticité

INTRODUCTION

1 - APPROCHES ANALYTIQUES

• 1.1 - Indentation élastique
  Tableau 1 - Caractéristiques mécaniques de l’indentation élastique axisymétrique [...]
• 1.2 - Application à l’étude de la courbe de décharge dans les essais de nanoindentation
  Figure 1 - Courbe force-pénétration-retrait d’un essai de nanoindentation avec indenteur pyramidal Raideur finale de contact S ; pénétration résiduelle hr – énergie totale Wt, plastique Wp et élastique We Tableau 2 - Valeur de la constante [CORRIGER LE TITRE : fichier [...]
• 1.3 - Application aux matériaux revêtus
  Figure 2 - Procédure pour correction de l’effet de pointe d’un indenteur par indentation d’un matériau homogène Figure 3 - Évolution avec des deux fonctions et caractérisant l’évolution du coefficient de Poisson et du module de cisaillement effectifs d’un bicouche Figure 4 - Bicouche élastique : Évolution avec le rapport des modules du rayon de contact critique réduit  : pour , l’écart relatif de la raideur de contact à celle imposée par le film massif est supérieur à la valeur indiquée () Tableau 3 - Valeur du facteur de forme c (p = 1) selon les diverses analyses [...]

2 - INDENTATION ÉLASTOPLASTIQUE

• 2.1 - Modèle d’expansion de la cavité creuse
  Figure 5 - Carte des déformations plastiques induites par l’indentation avec une pyramide Vickers dans un matériau écrouissable (laiton recuit à gauche, n élevé) et dans un acier écroui (à droite, n faible) Figure 6 - Modèle d’expansion de la cavité sphérique Figure 7 - Évolution de la dureté effective réduite H* = H / 0 avec l’index d’indentation dans le régime d’indentation élastoplastique avec des cônes – Figurent à droite les valeurs de dureté pour des cônes indentant un corps RPP : les cônes les plus aigus (cotan élevé) donnent de ce fait des points situés en-dessous des points relatifs aux pyramides (domaine élastoplastique moins étendu)
• 2.2 - Indenteur sphérique : de l’élasticité à la plasticité pure
  Figure 8 - Étude numérique de l’indentation par une sphère en acier très dur d’un acier non écrouissable E* / 0 » 4  103 Évolution de la dureté réduite H / 0 avec l’index d’indentation X selon les calculs et l’expérience (acier doux écroui 0 = 770 MPa) . Le premier point expérimental correspond à X = Xe = 2,6 début de la plastification Figure 9 - Étude numérique de l’indentation par une sphère en acier très dur d’un acier non écrouissable E*/ 0 » 4  103 Évolution de la distribution de la pression de contact p / 0 avec la force pour Les grandeurs indicées par e désignent les valeurs à la plastification Figure 10 - Étude numérique de l’indentation par une sphère en acier très dur d’un acier E* / Re » 4103. Évolution de la distribution de la pression de contact p /Re avec le rapport P / Pe. Les grandeurs indicées par e désignent les valeurs à la plastification [42] Figure 11 - Étude numérique de l’indentation par une sphère en acier très dur d’un acier non écrouissable Évolution du rayon de contact réduit a /ae et de la pénétration réduite h / he avec la force : et Les grandeurs indicées par e désignent les valeurs à la plastification ; on a tracé les lignes correspondant à un comportement élastique (Hertz) : la plasticité augmente a et h et la pente de leur évolution Figure 12 - Modélisation par Tabor du retour élastique après indentation plastique par une sphère Figure 13 - Étude numérique de l’indentation par une sphère rigide de corps EPE. Évolution de la dureté réduite H / 0(*)(* = 0,2 a / R ) avec l’index d’indentation initial X Figure 14 - Étude numérique de l’indentation par une sphère rigide de corps EPP : influence des conditions de contact sur l’évolution de la dureté réduite et le facteur de la forme c2 avec le rayon de contact réduit a /R (E*/0 = 104) Tableau 4 - Valeur du facteur de forme c 2 (p = 2) selon les calculs exacts [...]
• 2.3 - Indenteur conique : perturbations dues à l’élasticité
  Figure 15 - Étude numérique de l’indentation par une sphère rigide de corps EPP : influence des conditions de contact sur l’évolution de la force réduite P / (R20) avec la pénétration réduite h / R (E*/ 0 = 104) Figure 16 - Indentation par le cône  = 70,3˚ d’un corps EPP ( = 0) ; influence de l’index d’indentation sur la courbe force-pénétration-retrait : force normale et pénétration sont divisées par leur valeur maximales P* = P / Pm – h* = h / hm. Ces courbes sont peu influencées par le frottement Figure 17 - Indentation par le cône  = 70,3˚ d’un corps EPP (à frottement nul  = 0) ; influence de l’index d’indentation X sur le profil sous charge et le profil résiduel de l’empreinte. Pour X > 10, ces profils sont influencés par le frottement (dimensions normées par la pénétration maximale hm) Figure 18 - Indentation par le cône  = 70,3˚ d’un corps EPP : évolution de la morphologie de la zone de déformation avec X à frottement nul et avec le frottement pour X élevé (coordonnées r et z normées par le rayon de contact a) Figure 19 - Indentation par le cône  = 70,3˚ d’un corps EPP : évolution de la dureté effective réduite H* = H / 0 et du facteur de forme c avec l’index d’indentation X pour les valeurs extrêmes du frottement Figure 20 - Indentation par le cône  = 70,3˚ d’un corps EPP : évolution avec la pente de décharge réduite md du facteur de forme c, du retour élastique réduit Δh* et de l’exposant de la courbe de décharge m Figure 21 - Indentation par un cône  = 70,3˚ et les pyramides Vickers et Berkovich d’un corps EPP : évolution de la dureté effective réduite H* = H / 0 avec X et du facteur de forme c avec md ( = 0) [18] Figure 22 - Indentation par le cône  = 70,3˚ d’un corps EPE. Domaine de valeurs de Re et E exploré par [35] (n = 0 – 0,1 – 0,3 et 0,5) ( = 0,3 ;  = 0) Figure 23 - Étude numérique de la pénétration résiduelle hr lors l’indentation par le cône  = 70,3˚ de corps EPE Figure 24 - Étude numérique de l’indentation par le cône  = 70,3˚ de corps EPE : mise en évidence de la déformation représentative = 0,033 pour l’évolution de la force d’indentation réduite en fonction du module réduit Figure 25 - Étude numérique de l’indentation par les cônes d’angle  = 70,3 et 60˚ de corps EPE : abaques pour la détermination des contraintes d’écoulement associées à la déformation représentative Figure 26 - Étude numérique de l’indentation par le cône = 70,3˚ de corps EPE : facteur de forme et pénétration résiduelle réduite Tableau 5 - Représentation analytique de l’évolution de la dureté réduite H* avec [...] Tableau 6 - Représentation analytique de l’évolution du facteur de forme c avec [...] Tableau 7 - Représentation analytique de l’évolution de la pente de décharge [...]