Présentation
Auteur(s)
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Annick POKORNY : Ingénieur en défectologie, Metz
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Jean POKORNY : Ingénieur de l’École Centrale des Arts et Manufactures - Docteur-ingénieur
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Lire l’articleINTRODUCTION
Toute rupture d’organe de machine ou de construction métallique suppose simultanément des efforts locaux de traction et une faiblesse au moins momentanée du métal. La rupture commence par une fissure qui se propage à partir d’une amorce avec une vitesse très variable : rupture très brusque ou fissuration s’étendant sur quelques mois. Les cassures portent l’empreinte des deux conditions de rupture.
Le lien entre mécanique et métallurgie ainsi observé n’a pas pu échapper à nos ancêtres futés : déjà probablement dans la recherche des minéraux transformables en outils tranchants (silex), puis aux cours d’« essais mécaniques » d’épées cités par des auteurs grecs.
De telles observations ont été précisées plus tard par écrit : G. Agricola (Bauer) (1556 Bale), L. Ercker (1574 Prague), R. Réaumur (1722 Paris), A. Martens (1878 Berlin), C. Zapffe (1939 ASM).
L’observation raisonnée de la morphologie des cassures permet de détecter deux caractéristiques fondamentales : d’une part l’amorce des fissures et d’autre part leur mode de propagation. Elle permet de remonter à la (ou les) cause(s) de la rupture : l’intensité et la distribution réelles des contraintes et son uniformité métallurgique. Elle permet donc d’améliorer la conception, la réalisation et les conditions d’emploi des ensembles mécaniques.
L’étude complète du sujet comprend les articles :
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M 4 120 – Fractographie. Bases physiques ;
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M 4 121 – Fractographie. Morphologie des cassures (le présent article) ;
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Form. M 4 122 – Fractographie. Macrographies et micrographies ;
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Doc. M 4 123 – Fractographie.
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3. Conclusion
Partant des efforts subis par les organes de machines et des formes des pièces permettant de répartir et transmettre les contraintes, la matière utilisée ici (surtout les aciers) a rappelé ses caractéris-tiques de fragilité.
Au-delà d’une certaine limite de résistance, fissures et cassures apparaissent ; elles sont le reflet des efforts, formes et matière. La lecture de la morphologie des cassures donne ainsi deux types de renseignements : l’un de type mécanique, l’autre de type métallurgique.
Cela a permis de dégager les notions de ductilité et fragilité, de progressivité des fissures, de sécurité, mais avant tout elle a permis de repérer l’amorce des fissures.
L’étude métallurgique au droit de l’amorce, jointe à celle de la carte morphologique de la cassure entière, permet d’attribuer ou non au métal la cause de la dégradation, que celle-ci soit due à la matière ou à sa mise en œuvre.
3.1 Importance relative des causes de dégradation
Celles-ci sont multiples, étagées dans le temps, et apparaissent donc à tous les stades de la vie de l’objet depuis sa naissance (figure 10).
Il est bien difficile d’évaluer la part de chacun de ces stades dans les ruptures ; elle varie avec le classement adopté et suivant la taille, la compétence et les équipements des divers fabricants, suivant aussi le degré de fiabilité à assurer. Bien que discutables, les valeurs de la figure 11 permettent de mettre l’accent sur certains points.
HAUT DE PAGE3.2 Rôle technique et économique de la fractographie
Une partie importante des objets métalliques périt par rupture ou par corrosion, ce qui est difficile à chiffrer car les ruptures peuvent se faire en cascade : une fuite minime de fluide peut entraîner le rebut de la pièce et de tout l’ensemble mécanique. Elles entraînent aussi des pertes de production, surtout en flux tendu. Le fait de découvrir les causes d’une dégradation est très payant, car il ne suffit pas de se borner à vérifier l’analyse...
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