Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
La ductilité est l'aptitude d'un matériau à subir une déformation irréversible sans se rompre. Ainsi, dans le contexte de la mise en forme des métaux, la ductilité est une propriété qu'il est très important de connaître, de contrôler et, éventuellement, de modifier. Dans la plupart des cas, comme par exemple en traction uniaxiale, la ductilité est limitée par deux facteurs pouvant combiner leurs effets : l'instabilité et l'endommagement. Le premier d'entre eux, qui peut revêtir des formes très diverses suivant la géométrie de l'échantillon et la sollicitation imposée (par exemple, striction diffuse ou localisée), joue un rôle prédominant dans le cas des produits plats (emboutissage des tôles). En revanche, l'endommagement est le principal facteur limitant la ductilité dans les produits massifs.
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Ductility is the capacity to subject a material to irreversible deformation without breaking. Therefore, within the context of metal forming, ductility is a process which is vital to both understand and controlled; and if need be, modified. In most cases, such as for in the instance of uniaxial traction, ductility is limited by two factors the effects of which can be combined: instability and damage. The first one, which can present various forms according to the geometry of the sample and the imposed stress (such as diffuse or localized necking) plays an essential part in the case of flat products (metal sheet drawing). However, damage is the main factor which limits ductility in colossal products.
Auteur(s)
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Frank MONTHEILLET : Ingénieur Civil des Mines, Docteur ès Sciences - Directeur de Recherche au CNRS, École des Mines de Saint-Étienne, Centre science des matériaux et des structures, CNRS UMR 5146-Plasticité, endommagement et corrosion des matériaux
-
Laurent BRIOTTET : Ingénieur Civil des Mines, Docteur en Science et Génie des Matériaux - Ingénieur au CEA LITEN, DTH, Grenoble
INTRODUCTION
On nomme ductilité l'aptitude d'un matériau à subir une déformation irréversible sans se rompre. Ainsi, dans le contexte de la mise en forme des métaux, la ductilité est une propriété qu'il est très important de connaître, de contrôler et, éventuellement, de modifier.
Dans la plupart des cas, comme par exemple en traction uniaxiale, la ductilité est limitée par deux facteurs pouvant combiner leurs effets : l'instabilité et l'endommagement. Le premier d'entre eux, qui peut revêtir des formes très diverses suivant la géométrie de l'échantillon et la sollicitation imposée (par exemple, striction diffuse ou localisée), joue un rôle prédominant dans le cas des produits plats (emboutissage des tôles).
En revanche, l'endommagement est le principal facteur limitant la ductilité dans les produits massifs.
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Caractérisations expérimentales1. Vue d'ensemble
Au sens où nous l'entendons dans cet article, l'endommagement désigne la formation (ou amorçage) de microcavités, puis la croissance et la coalescence de celles-ci au cours de la déformation plastique, ce processus conduisant à la rupture ductile du matériau. Les faciès de rupture correspondants sont caractérisés par la présence de cupules (figure 1).
L'observation fréquente d'inclusions, ou de fragments d'inclusions, au fond des cupules indique que l'amorçage de l'endommagement est essentiellement lié à la présence d'hétérogénéités dans le matériau.
Il faut noter que, en général, lors des opérations de mise en forme, une fois l'amorçage des cavités effectif, la croissance de celles-ci est peu sensible à la microstructure du métal.
Par suite, les approches présentées dans cet article ne prendront pas en compte la cristallographie des grains, les orientations préférentielles (texture), ou encore la présence de joints triples. La plupart des modèles considéreront une cavité se développant dans une matrice de comportement homogène.
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En pratique, l'apparition de défauts, au cours d'une opération de mise en forme, revêt des aspects variables en fonction du chemin de déformation imposé (cf. , figure 2 et § 2.3), de la température et de la microstructure du matériau.
Exemples : la figure 2a montre les microcavités formées par décohésion des inclusions...
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Vue d'ensemble
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MONTHEILLET (F.), MOUSSY (M.) - Physique et mécanique de l'endommagement - Les Editions de Physique, Les Ulis (1986).
-
(2) - BOUAZIZ (O.), MAIRE (E.), LAMARRE (J.), SALINGUE (Y.), DIMICHIELE (M.) - Etude de l'endommagement d'un acier dual-phase par tomographie X à haute résolution - Congrès Matériaux 2006, Dijon, publication sur CD (2006).
-
(3) - DELESSE (A.) - Procédé mécanique pour déterminer la composition des roches - Ann. Mines 13, p. 379-388 (1848).
-
(4) - DEHOFF (R.T.), RHINES (F.N.) - Quantitative Microscopy - McGraw-Hill Series in Materials Science and Engineering, New York (1968).
-
(5) - BRIDGMAN (P.W.) - The stress distribution at the neck of a tension specimen - Trans. Am. Soc. Metals 32, p. 553-574 (1943).
-
(6) - BAQUE (P.), FELDER (E.), HYAFIL (J.), D'ESCATHA (Y.) - Mise...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Autres ouvrages
BAUDELET (B.) - Mise en forme des métaux et alliages - Ecole d'été de Métallurgie Physique de Villars-sur-Ollon (Suisse), Editions du CNRS (1976).
MOUSSY (F.) - FRANCIOSI (P.) - Physique et mécanique de la mise en forme des métaux - Ecole d'été d'Oléron, Presses du CNRS/IRSID, Paris (1990).
FRANCOIS (D.) - PINEAU (A.) - ZAOUI (A.) - Comportement mécanique des matériaux. II – Viscoplasticité, endommagement, mécanique de la rupture, mécanique du contact - Hermès, Paris (1993).
LEMAITRE (J.) - CHABOCHE (J.L.) - Mécanique des matériaux solides - 2ème éd., Dunod, Paris (2001).
MONTHEILLET (F.) - MOUSSY (M.) - Physique et mécanique de l'endommagement - Les Editions de Physique, Les Ulis (1986).
BESSON (J.) - CAILLETAUD (G.) - CHABOCHE (J.L.) - FOREST (S.) - Mécanique non linéaire des matériaux - Hermès-Lavoisier, Paris (2001).
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