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RÉSUMÉ
Sont recensés un grand nombre de dispositifs de déformation à chaud, menées à l'aide de montages développés de manière spécifique, mais sans qu'aucune norme n'ait jamais été édictée. Ces systèmes sont de trois natures différentes, selon le chemin de déformation visé par l’essai : la compression, la traction et la torsion à chaud. La compression et la torsion ont pour objectif l'étude de la rhéologie du matériau à chaud, alors que la traction est, en général, réservée aux aspects liés à l'endommagement. Ces tests permettent de caractériser la sensibilité d’un matériau à la vitesse de déformation ou à la température, de déterminer l’énergie d’activation apparente et les paramètres d’écrouissage et de restauration dynamique.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Frank MONTHEILLET : Ingénieur civil des mines et Docteur ès Sciences - Directeur de recherche au CNRS
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Christophe DESRAYAUD : Maître assistant
INTRODUCTION
On recense un grand nombre de méthodes de caractérisation à chaud, menées à l'aide de montages développés de manière spécifique, mais sans qu'une norme n'ait jamais été édictée. Une telle norme existe en revanche pour l'essai de mesure de résistance mécanique à froid (norme ASTM).
On distingue trois principaux types d'essais : la compression, la traction et la torsion à chaud. La compression et la torsion ont pour objectif l'étude de la rhéologie du matériau à chaud, alors que la traction est, en général, réservée aux aspects liés à l'endommagement.
Cet article ne détaille pas les dispositifs spécifiques au SPD (Severe Plastic Deformation) tels que l'Equal Channel Angular Extrusion (ECAE), l'Accumulative Roll Bonding (ARB) ou le High Pressure Torsion (HPT) permettant d'accéder à des niveaux de déformation élevée, mais ne fournissant pas de manière directe l'information sur la rhéologie du matériau (contrainte d'écoulement). Par ailleurs, ces dispositifs n'ont été développés que de manière anecdotique à haute température.
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1. Description des dispositifs et des échantillons
1.1 Différents modes de compression à chaud
La compression à chaud se décline en plusieurs versions :
Chacun de ces systèmes offre des chemins de déformation adaptés à la simulation de procédés industriels tels que forge à bords libres, laminage, etc. Pour la traction, le montage uniaxial classique est employé. En compression, comme en traction, la vitesse de déplacement du vérin doit pouvoir être asservie de manière à assurer une vitesse de déformation constante et pouvoir ainsi découpler l'effet de la déformation de celui de la vitesse de déformation (viscosité), particulièrement marqué dans le cas des matériaux métalliques à chaud. Cette considération justifie l'utilisation de dispositifs équipés de systèmes d'asservissement particulièrement spécifiques.
En ce qui concerne la torsion, les différents systèmes restent assez similaires (...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - MONTHEILLET (F.) - Métallurgie en mise en forme à froid - [M 3 030].
-
(2) - FELDER (E.) - Lubrification des surfaces lors de la mise en forme - [M 597].
-
(3) - MONTHEILLET (F.) - Métallurgie en mise en forme à chaud - [M 3 031].
-
(4) - LOVEDAY (M.S.), MAHON (G.J.), ROEBUCK (B.), LACEY (A.J.), PALMIERE (E.J.), SELLARS (C.M.), VAN DER WINDEN (M.R.) - Measurement of flow stress in hot plane strain compression tests - Materials at High Temperatures 23, p. 85-118 (2006).
-
(5) - MAURICE (C.), DRIVER (J.H.) - High temperature plane strain compression of cube oriented aluminium crystals - Acta Mater. 41, p. 1653-1664 (1993).
-
(6) - VANDERESSE (N.), DESRAYAUD (Ch.), GIRARD-INSARDI (S.), DARRIEULAT (M.) - Channel-die compression at high temperature - Mater. Sci. Eng. A 476,...
ANNEXES
Thèses
GAVARD (L.) - Recristallisation dynamique d'aciers inoxydables austénitiques de haute pureté - Thèse, Ecole des Mines de Saint-Etienne (2001).
DUMANOWSKI (B.) - Simulation de traitements thermomécaniques de l'alliage de titane Ti-6 % Al-4 %V dans le domaine biphasé α + β - Thèse, Ecole des Mines de Saint-Etienne-INPG (1997).
GOURGUES (A.-F.) - Interactions mécanique-oxydation à haute température dans l'alliage 600 : application à la fissuration dans le milieu primaire des réacteurs nucléaires à eau sous pression - Thèse, Ecole des Mines de Paris (1997).
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