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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2. Pratique de la fractographie
2.1 Dès l’annonce d’une rupture
Il serait bon de se rendre sur les lieux afin d’enregistrer l’ensemble des objets dans leur environnement.
Comme pour les expertises archéologiques et autres, on pourrait dire « se hâter de ne toucher à rien », car il faut se ménager la possibilité de retour en arrière : dès le début, l’«échantillonnage» doit être irréprochable.
En cas de dispersion des débris, il faut retrouver tous les morceaux, au moins l’une des moitiés qui porte l’amorce initiale :
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dans le cas de tubes ou de réservoirs explosés, l’examen des chevrons probables, sur des mètres de cassure, est nécessaire ;
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dans le cas de cassures en cascade d’une machine, par exemple un crash, on recherche la fissure de fatigue (qui est forcément antérieure aux autres ruptures), encore faut-il prouver que cette cassure est responsable, selon le cas, de l’arrêt du réacteur ou du blocage du train d’atterrissage ( figures 39 et 40).
La détection des fissures ténues se fait par les méthodes non destructives classiques ([M 4 130] Évaluation non destructive de la qualité des matériaux) dont la sensibilité et la définition varient entre autres avec la géométrie des pièces : sonnage, échographie ultrason, radiographie, magnétoscopie ( figure 71), ressuage, électromagnétisme, thermographie, cristaux liquides, holographie, détection de fuites, micrographie non destructive avec répliques.
HAUT DE PAGE
Il comprend :
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le nettoyage de la cassure au moyen d’un solvant autorisé (cyclohexane C6H12) et l’extraction des pollutions avec du scotch ou avec un vernis pelable ou une brosse douce ;
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le dérouillage avec une solution acide additionnée d’un limiteur de corrosion (HCl 6N + 2g/L hexaméthylènetétramine, 1 h).
L’ouverture...
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