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Auteur(s)
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François SAINT-ANTONIN : Docteur de l’École Nationale Supérieure des Mines de Paris ENSMP - Ingénieur de Recherche au Centre d’Études Nucléaires de Grenoble - Commissariat à l’Énergie Atomique
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Lire l’articleINTRODUCTION
La déformation d’un matériau induite pendant le maintien constant de la température et de la contrainte est appelée fluage. Cette déformation est de nature viscoplastique et dépendante du temps de maintien.
Bien que le fluage soit possible à toutes les températures au-dessus du zéro absolu, cette déformation est activée thermiquement, c’est-à-dire que de faibles variations de température entraînent des variations importantes de la vitesse de déformation. Pour les alliages métalliques, le fluage n’intervient de façon importante qu’à des températures relativement élevées. Ainsi, le fluage est négligeable pour les alliages utilisés dans la réalisation de structures telles que les ponts ou les navires. Ce n’est pas le cas pour les cuves de centrales nucléaires devant fonctionner de nombreuses années à des températures supérieures à 400 oC. Le fluage peut être également important dans les parties chaudes des turbines à gaz et des turbomachines pour avions, où la température de certaines pièces atteint, actuellement, couramment 1 100 oC. Les comportements en fluage d’aciers type 316 L et d’alliages 800, pour les cuves de centrales nucléaires, ou des différents superalliages base nickel, pour les turbomachines d’avions, commencent à être bien cernés.
Le fluage doit être pris en considération dès que la température d’emploi est proche ou supérieure à 0,2 Tf (où Tf est la température de fusion de l’alliage considéré ) et /ou s’il existe des contraintes importantes. Ainsi, dans l’industrie du pétrole, le fluage peut ne pas être négligeable dans les unités de craquage où des températures et des contraintes très élevées peuvent être enregistrées.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de oct. 1956 par André GUEUSSIER
- Version archivée 2 de déc. 1971 par André GUEUSSIER, Raoul HUET DE LA TOUR
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7. Conclusion
Ce chapitre décrit les différentes façons de traiter les résultats de fluage. On retient néanmoins qu’avec l’apparition de nouveaux matériaux les courbes de fluage peuvent avoir des formes très différentes de celles décrites. Par exemple, le fluage de monocristaux de superalliages base nickel est parfois composé (figure 19) :
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d’un stade secondaire où la vitesse de déformation est nulle pendant des temps très longs ;
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d’un stade tertiaire où la vitesse de déformation augmente rapidement avant une rupture qui intervient très vite.
L’essai de fluage est souvent mené en parallèle avec d’autres essais comme la traction et la relaxation (lors de la relaxation, la contrainte décroît avec le temps, alors que la déformation est maintenue constante après le chargement). Il est intéressant de situer chacun de ces essais dans un repère où la vitesse de déformation de fluage est reportée en fonction de la déformation – graphe (lg
, ε ) – pour comprendre leurs différences et les domaines que ces essais balayent (figure 20). Le fluage et la traction couvrent un intervalle de déformation important et un petit intervalle de vitesse de déformation ; c’est le contraire pour la relaxation.
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - FROST (H.J.), ASHBY (M.F.) - Deformation-mechanism maps, The Plasticity and Creep of Metals and Ceramics. - Pergamon Press Oxford (1982).
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(2) - FREDHOLM (A.), STRADEL (J.L.) - High temperature alloys their exploitable potential. - MARRIOTT (J.B.), MERZ (M.), NIHOUL (J.) et WARD (J.) Elsevier Applied Science p. 9 (1987).
-
(3) - POIRIER (J.P.) - Plasticité à haute température des solides cristallins. - Eyrolles, Paris (1976).
-
(4) - KENNEDY (A.J.) - Processes of creep and fatigue in metals. - Oliver and Boyd LTD Edimbourg et Londres (1962).
-
(5) - EVANS (R.W.), WILSHIRE (B) - Creep of metals and alloys. - The Institute of Metals Londres (1985).
-
(6) - GAROFALO (F.) - Fundamentals of creep and creep rupture in metals (Déformation et rupture par fluage) - traduit par ANDRÉ (J.P.) Dunod Paris (1970).
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NORMES
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Produits en acier. Essai de fluage - NF A03-355 - Déc. 1985
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Forets à centrer pour centres sans chanfrein de protection. Type A. Indice de classement : E66-053. - NF ISO 866 - Janv. 2004
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Forets à centrer pour centres avec chanfrein de protection. Type B Indice de classement E66-054. - NF ISO 2540 - Janv. 2004
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Forets à centrer pour centres à profil curviligne. Type R. Indice de classement : E66-055. - NF ISO 2541 - Janv. 2004
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Plastiques. Détermination du comportement au fluage. Partie 1 : fluage en traction. Indice de classement : T51-103-1. - NF EN ISO 899-1 - Oct. 2003
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Plastiques. Détermination du comportement au fluage. Partie 2 : fluage en flexion par mise en charge en trois points. Indice de classement : T51-103-2. - NF EN ISO 899-2 - Oct. 2003
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