MÉTAUXSuperplasticité des métaux

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L'une des propriétés principales de l'état métallique est l'aptitude à la déformation sous l'effet d'une contrainte. Selon la valeur de celle-ci, la déformation résultante peut être élastique, c'est-à-dire qu'elle se résorbe si la contrainte cesse d'être appliquée, ou plastique, le solide conservant dans ce cas une déformation permanente après que la sollicitation mécanique a été supprimée. On caractérise quantitativement la plasticité par l'aptitude d'un métal ou d'un alliage donné à tolérer sans se rompre une déformation plus ou moins importante. Cette propriété, qui tient à la nature de la liaison entre atomes constituant le solide métallique, est spécifique : les solides non métalliques (verres, céramiques, cristaux ioniques, polymères...) présentent une cohésion qui dépend de liaisons fondamentalement différentes. Ce fait a pour conséquence soit que ces matériaux n'ont pratiquement pas de plasticité, soit qu'ils sont doués d'une plus ou moins grande capacité de déformation, mais que leur résistance mécanique intrinsèque reste limitée. Par contre, les solides métalliques témoignent généralement à la fois d'une notable résistance et d'une capacité importante de déformation.

Intérieur d’un tuyau métallique

Photographie : Intérieur d’un tuyau métallique

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La superplasticité des métaux permet d'en faire des tuyaux pouvant être déformés pour s'adapter à un environnement tout en restant très solide. Cette propriété est utilisée pour la construction de gazoducs ou de système de ventilation. 

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Zones de déformation

Les modes de sollicitation mécanique sont fort nombreux : traction, compression, flexion, torsion, cisaillement... Le plus commun et le plus simple consiste à appliquer une force de tension uniaxiale (essai de traction) ; il peut donc être considéré à titre d'exemple pour définir les principales caractéristiques du comportement mécanique d'un matériau métallique. On supposera, pour rester dans le cas le plus général, que le matériau considéré est polycristallin, c'est-à-dire constitué de la juxtaposition de grains (chacun d'eux étant un monocristal plus ou moins parfait) séparés par des frontières appelées joints de grains. La courbe de traction classique obtenue à partir d'une éprouvette polycristalline est du type de celle qui est représentée sur la figure 1. Les paramètres portés sur le [...]

Courbe de traction : caractéristiques

Dessin : Courbe de traction : caractéristiques

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Principales caractéristiques d'une courbe de traction. 

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Intérieur d’un tuyau métallique

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Courbe de traction : caractéristiques

Courbe de traction : caractéristiques
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Traction uniaxiale

Traction uniaxiale
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Consolidation

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  • : professeur à l'université Paris-Sud, Orsay, directeur du laboratoire de structure des matériaux métalliques, Orsay

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Pour citer l’article

Georges CIZERON, « MÉTAUX - Superplasticité des métaux », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 24 novembre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/metaux-superplasticite-des-metaux/