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1 - PHÉNOMÈNE DE VIEILLISSEMENT ET SES EFFETS

2 - DESCRIPTION DU PHÉNOMÈNE

3 - MÉCANISMES DE VIEILLISSEMENT

4 - ESSAIS DE VIEILLISSEMENT

5 - INTERACTIONS MÉTALLURGIQUES

6 - VIEILLISSEMENT DES TÔLES MINCES

7 - AUTRES PRODUITS SIDÉRURGIQUES

  • 7.1 - Généralités
  • 7.2 - Fil machine et tréfilage
  • 7.3 - Aciers soudables : tôles fortes

Article de référence | Réf : M235 v1

Essais de vieillissement
Vieillissement des aciers

Auteur(s) : Marc GRUMBACH

Date de publication : 10 janv. 1993

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  • Marc GRUMBACH : Ingénieur Civil des Mines - Ingénieur à l’Institut de Recherches de la Sidérurgie Française (IRSID)

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INTRODUCTION

Le vieillissement est une évolution dans le temps des propriétés des matériaux à des températures proches de la température ambiante.

Or, les métaux et les aciers en particulier sont formés de grains dont la structure cristalline est très stable et n’est modifiable que par des transformations de phase à haute température ou par des précipitations de composés en général au-dessus de 500 oC. De ce fait, les propriétés des aciers n’évoluent normalement pas en fonction du temps.

Il existe néanmoins un phénomène d’évolution de propriétés à basse température en relation avec la diffusion d’atomes interstitiels mobiles de carbone et d’azote sous certaines conditions : c’est ce phénomène que l’on désigne par vieillissement des aciers.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-m235


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4. Essais de vieillissement

La mesure du vieillissement intrinsèque ne se fait pas directement car il ne s’agit pas d’une propriété en soi, mais de l’évolution de propriétés.

La mesure va donc dépendre de la propriété mesurée, même si l’on peut espérer que les variations dans le temps, c’est-à-dire la cinétique, soient communes à toutes les propriétés.

On distingue deux familles de propriétés :

  • les propriétés mécaniques qui sont macroscopiques et qui correspondent aux propriétés d’emploi des aciers : dureté, limite d’élasticité, ductilité, ténacité...

  • les propriétés physiques qui correspondent à des changements de la microstructure mesurables par des grandeurs physiques comme la résistivité, le frottement interne...

En fait, il s’agit presque toujours d’une mesure indirecte : la précipitation de carbures ou de nitrures va se traduire par un appauvrissement de la matrice en éléments en solution C, N qui jouent beaucoup sur les propriétés physiques.

Le cas du frottement interne est un peu particulier dans la mesure où il fait intervenir des interactions entre déformations élastiques et interstitiels, en particulier en mettant en avant des pics d’anélasticité.

Pour les grandeurs mécaniques, il y a deux grandes familles de mesures : celles qui portent sur le durcissement (essais de dureté, essais de traction, essais de traction à chaud...) et celles qui portent sur la ductilité et la ténacité (essais de rupture fragile, essais de pliage-dépliage, etc.). La façon dont l’écrouissage est réalisé avant l’essai mécanique de mesure, les sens de prélèvements font qu’il y a de nombreuses combinaisons d’essais. L’éventail est très grand pour les essais de rupture fragile puisque l’on peut faire varier le type d’essai, mais la tendance à utiliser des éprouvettes de résilience ISO à entaille en V a peu à peu éliminé les variantes à entailles diverses.

L’essai de traction écroui-vieilli permet d’évaluer plusieurs propriétés en même temps car il rend possible la mesure d’une nouvelle limite d’élasticité en absolu ou en relatif, d’une nouvelle valeur de résistance, de la longueur du palier réapparu, mais aussi de l’allongement résiduel en tenant compte de ce que l’écrouissage...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - HALL -   Yield point phenomena in metal and alloys.  -  Macmillan (1970).

  • (2) - JAOUL (B.) -   *  -  Plasticité des métaux. Dunod.

  • (3) - GRUMBACH (M.), SANZ (G.) -   Vieillissement après écrouissage.  -  CIT du CDS, p. 1 285, 27 mai 1970.

  • (4) - DE FOUQUET (J.) et coll -   Étude du vieillissement après trempe et après écrouissage d’aciers à bas carbone entre 20 et 100 oC.  -  Mém. Scient. Rev. Mét. 61, p. 525 (1964).

  • (5) - GUILLOT (J.), MICARD, CAISSO (J.) -   Bandes de Lüders et phénomène de Portevin – Le Chatelier.  -  Mém. Scient. Rev. Mét., LVIII, no 7 (1961).

  • (6) - CRUSSARD (C.) -   Contribution à la théorie de la limite élastique du fer et des aciers doux.  -  ...

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