metallurgie_MFDP

8/17/2019 metallurgie_MFDP

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Page 1Cours: MFDP MECA2F. Mzali,2015

Métal-gie dea MF

Objectifs

Chapitre 2- Métallurgie dela mise en forme

Objectifs:Etude de la structure interne du métal,

Etude de lé!olution de cette structure au cours de la mise en"orme et des relations entre la structure "inale et lescaractéristi#ues dem$loi du $roduit o%tenu

Contrairement & la mécani#ue des milieu' continus, #ui traite les$ro%l(mes de mise en "orme en considérant le matériau commeune ) %o*te noire + omog(ne

Mise en forme par déformationplastique

Page 2Classifica tion

Mise en forme à froid, à chaud,à tiède

orsque ! "! f # $,% &'éformation à froid(lagitation termi#ue des atomes est "ai%le, les mécanismes atermi#ues sont $rédominants.

orsque ! "! f ) $,* &'éformation à chaud(lagitation termi#ue est éle!ée les mécanismes acti!és termi#uement sont $ré$ondérants. -es $énom(nes de restauration et de recristallisation

dnami#ues /ouent un rle tr(s im$ortant.

'ans l+interalle $,% # ! " ! f # $,* &'éformation à tiède.(Com%inaison des deu' t$es de mécanismes.

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Page Mise enforme à

froid

Mise en forme à froid

-a dé"ormation & "roid est assurée $ar le glissement des dislocations

uand la limite délasticité du matériau est "rancie, le glissementsimultané de nom%reuses dislocations a%outit au %locage dune$artie dentre elles /crouissage

Par o%ser!ation ME3, deu' cas se$résentent:

a4 dislocations ré$arties de mani(reomog(ne alu, "er 6 , titane 7 , aciers"erriti#ues8,%4 dislocations rassem%lées en éce!eau'délimitant des zones de cristal dé$our!uesde dé"auts cui!re, laitons, "er 9 , aciersausténiti#ues8

Dé"autsdem$ilements

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Mise en forme à froid

E""et du tau' de réduction sur la limite élasti#ue ;$0.2, la résistance & laru$ture ;m et l


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0ecuit de régénération &1ciers(

Entre les $asses de dé"ormation, il est utile de""ectuer un recuit derégénération $our "aciliter les dé"ormations sui!antes

-a densité des dislocations est initialement éle!ée10= >1012 cm?cm 8@

basse température, ers *$$3C, la phase est dite derestauration. l se $roduit :

4 une diminution de la densité de dislocation ainsi#uune réduction des lacunes

4 une $olgonisation de la structureréarrangement des dislocations8 a%outissant & unecon"iguration de moindre énergie et coalescencedes sous>grains ad/acents

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Mise enforme à

froid

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1u4 températures supérieures s+amorce une phase derecristallisation. Cette $ase dé$end :

4 de la nuance de lacier @4 du tau' décrouissage.

Au cours de cette $ase, la structure

écrouie !a tre rem$lacée $ar unenou!elle structure com$osée denou!eau' grains.

En "onction de la tem$érature, il e'isteun tau' de dé"ormation minimal, a$$elétau' criti#ue, en deu du#uel aucunerecristallisation ne se $roduit.

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Mise enforme à

froid


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;ecuit de recristallisation Annealing8 :

;etour & létat malléa%le

1>2 & 50 C $our les alliages légers

σ

;écuit derécristallisation

Dé"ormation& "roid

Germination denou!eau' grains

Htat totalementrecristallisé

grains étirés

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Mise enforme à

froid

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Mise en forme à chaud

0estauration d5namique6

Dans les matériau' & "orte énergie de dé"aut dem$ilement , soit#uel#ues 10I1 J?m 2 alu, "er 6 , titane 7 , aciers "erriti#ues8, la cour%eK0 I L $résente da%ord un domaine d7écrouissage , $uis unma'imum relati!ement $eu accentué, sui!i dun lent adoucissementconduisant & un domaine stationnaire , dans le#uel la contraintedécoulement reste constanteDomaine décrouissage: Augmentation$rogressi!e de la densité de dislocations

rganisation des dislocations en sous>/oints

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Mise enforme àchaud


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Dans les matériau' & "ai%le énergie de dé"aut dem$ilement , soit#uel#ues 10I2 J?m2 cui!re, laitons, "er 9 , aciers austéniti#ues8, laphase d+écrouissage est généralement suiie d+un ma4imumunique, plus prononcé.;égime stationnaire atteint $our desdé"ormations $lus "ai%les.Au' "ai%les et au' tem$ératures éle!ées, le$alier stationnaire nest atteint #ua$r(s unesérie doscillations dam$litude décroissante

Ce com$ortement est lié au $rocessus derecristallisation d5namique .

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Dans ce t$e de matériau', les dislocations sont "ortement dissociéeset $ar consé#uent $eu mo%iles. -eur réarrangement en sous>/oints estdonc di""icile et le $rocessus de restauration dnami#ue est $eue""icace. C+est la recristallisation d5namique &discontinue(

Pour une dé"ormation criti#ue Lc , lég(rement in"érieure & la

dé"ormation LM corres$ondant au ma'imum de la cour%e contrainte>dé"ormation, des germes de nou!eau' grains a$$araissent dans lematériau écroui.

On germe est une région de "ai%le !olume microm(tre8, contenantune "ai%le densité de dislocations et sé$aré de la matriceen!ironnante $ar des inter"aces & "orte désorientation.

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-a suite du $rocessus de recristallisation dnami#ue dé$end dura$$ort entre la taille de grains initiale D0 du matériau et Ds atteinteau régime stationnaire8, celle>ci ne dé$endant #ue de la tem$ératureet de la !itesse de dé"ormation im$osées

Qi D0 R 2Ds a""inement des grains8, la recristallisation dnami#ue se$roduit ) en collier + & $artir des /oints des grains initiau' dé"ormés.-es nou!eau' grains recristallisés en!aissent $rogressi!ement lesanciens & $artir de leur $éri$érie, ce #ui $roduit une décroissance dela contrainte découlement.

Qi D 0 S 2Ds grossissement des grains8, la croissance des $remiersgrains recristallisés au' /oints des grains dé"ormés est ra$idementlimitée $ar leur interaction mutuelle. -ensem%le du matériau sécrouit& nou!eau de mani(re relati!ement omog(ne, /us#uaudéclencement dune deu'i(me !ague de recristallisation. Ce #ui se

traduit $ar les oscillations successi!es de la contrainte découlement.

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Mise en forme à chaude Corro5age est le $énom(ne le $lus im$ortant en

dé"ormation & caud.

l améliore les $er"ormances mécani#ues résistance &la striction, allongement, résistance & la"atigue,résilience8

-orientation des im$uretés dans le matériau fibrage8indi#ue le sens du corroage

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$timal grain>"loT increases te dnamic strengt o" te com$onent

Four clinder cranUsa"t Tit counterTeigts

Corro5age:

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Page 1B!rait8 desurface

!raitements de surface en miseen forme

'écapage &9ic:ling( : $our se dé%arrasser de la calamineensem%le do'ides "ormés8 : 10V !ol. dacide sul"uri#ue $ourles aciers

9hosphatation 6 comme su$$ort $oreu' de lu%ri"ication 5>15µm

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!raitements de surface en miseen forme

ubrification

9our éiter les soudures froides, réduire le coefficient defrottement, réduire la chaleur

'éformation à froid 6 cau' =VTt W eau8@ sa!on >=V Weau8@ uiles minérales W graisse

'éformation à chaud6 V gra$ite en sus$ension dansleau ou dans luile

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!rait8 desurface

Page 1=Comparaison

Flo; stress 6 contrainted+écoulement

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Page 1N

'omaine des itessesd+écoulement

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Comparaison

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