Session 4 Ductilité , fragilité tenacité et rupture

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1 Session 4 Ductilité , fragilité tenacité et rupture
Références Chapitre 4 - section 4.3 et 4.4 (p ) Chapitre 7 - section 7.4 (p )

2 Beaucoup de réponses liées à la rupture des matériaux se trouvent dans la simple compréhension des mécanismes de rupture!

3 Objectifs Définition et mesures de la ténacité
Influence de la température sur la ténacité Facteur de concentration des contraintes: Kt Facteur d’intensité des contraintes: KIC Comment améliorer la ténacité de matériaux fragiles

4 Quelques exemples La Liberty Bell est devenue célèbre pour sa malfaçon i.e. sa fêlure réparée plusieurs fois en vain.

5 Quelques exemples Le viaduc du boulevard de la Concorde s'écrase Laval (sept. 2006) Source, La presse

6 Propriétés mécaniques

7 La ductilité Qualité des matériaux à être déformé de façon permanente sans se rompre. La ductilité d ’un matériau se mesure par son allongement à la rupture (A%) ou par la striction à la rupture (Z%) Allongement à la rupture Striction à la rupture Ductilité : importante pour la mise en forme du matériau + facteur de sécurité (déformation plastique avant de rompre) + meilleure ténacité dumatériau. On va voir cdela tout de suite S0 (Sf) sections initiale (finale) de l’éprouvette

8 Ténacité Définition Mesure de la ténacité
Capacité d’emmagasiner de l’énergie Résistance à la propagation des fissures Mesure de la ténacité Essai de traction (aire sous la courbe) Essai Charpy

9 Modes de rupture des matériaux
ductile Rupture fragile

10 Faciès de rupture: Aspect brillant
Faciès de rupture: Aspect mat, terne

11

12 Énergie de déformation
Déformation e Contrainte s Déformation e Contrainte s de déformation permanente Énergie S2 élastique S1 eP eél Dans le domaine élastique

13 Comparaison de tenacité

14 Essai Charpy Cv = mg (h0-h1) Énergie Matériau peu tenace h0  h1
Matériau très tenace: h1 << h0

15 Énergie de rupture

16 Pourquoi la tenacité est importante à considérer

17 Temp. De transition ductile-fragile

18 Temp. de transition ductile-fragile

19 TTDF et vitesse de déformation

20 Autre types d’éprouvette
Énergie Cv Pas d’entaille Avec entaille Avec entaille + fissure Éprouvette avec fissure Température

21 Facteur de concentration de contrainte (Kt)

22

23 Zone plastifiée en fond de fissure
Matériaux ductiles : Zone plastifiée en fond de fissure

24 Mécanismes de rupture- acier doux

25 Résumé

26 Mécanique de la rupture
Facteur d’intensité de contrainte en fond de fissure (KI)

27 Modes d’ouverture des fissures

28

29 Plaque mince Plaque épaisse ac 2.5ac

30 Amélioration de la ténacité

31 Contraintes au nez d’une fissure
symax au nez de la fissure sxmax en avant de la fissure

32 Arrêt de fissure par interfaces
sx sy

33 Amélioration de la ténacité par création de contraintes résiduelles
Chauffage et refroidissement rapide Cœur chaud Couches superficielles en compression Cœur froid

34 *** À retenir aujourd’hui ***