MÉTAUXSuperplasticité des métaux

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Mécanismes proposés pour rendre compte du phénomène

Différents modèles ont été proposés, dont aucun n'est parfaitement satisfaisant. Il a d'abord été suggéré d'étendre au cas de la superplasticité les mécanismes proposés pour rendre compte du fluage à température relativement élevée et sous faible contrainte appliquée. Ces mécanismes sont essentiellement fondés sur l'hypothèse que les défauts ponctuels (lacunes) migrent de façon préférentielle lorsqu'une contrainte uniaxiale est imposée : ils ont déjà été évoqués précédemment.

Dans le présent contexte, les formulations mathématiques que l'on peut déduire sont les suivantes :

selon que les déplacements préférentiels s'opèrent au travers du réseau ou le long des points de grains. Dans ces expressions : d désigne la dimension moyenne des grains Dv et Dj les coefficients de diffusion en volume ou aux joints, Ω le volume atomique, σ la contrainte appliquée, k la constante de Boltzmann, T la température d'essai (kelvins) et δj la largeur moyenne des joints de grain.

Elles traduisent une relation linéaire entre ˙ε et σ, soit m = 1, or l'expérience révèle que ce coefficient est plus ou moins inférieur à l'unité. Par ailleurs, les processus invoqués conduisent à une élongation des cristaux lorsque l'allongement de l'éprouvette se développe, ce qui n'est pas observé expérimentalement en déformation superplastique.

D'autres auteurs ont alors suggéré qu'il était plus vraisemblable de combiner les mécanismes précédents, n'impliquant que les défauts ponctuels, avec des processus mettant en jeu la mobilité des défauts linéaires (dislocations) soit par glissement dans le plan de coupure, soit par montée hors de ce plan. Ainsi D. H. Avery et W. A. Backofen ont proposé une équation du type :

A3, A4 et B étant des constantes.

Sur les mêmes bases, mais en incorporant le formalisme de Weertman, C. M. Packer et O. D. Sherby ont abouti à une expression plus compliquée :

A3, A4 et B1 étant des constantes.

Partant de l'idée que les limites intergranulaires sont des régions assez désordonnées et, par là même, anal [...]

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Intérieur d’un tuyau métallique

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Courbe de traction : caractéristiques

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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 15 avril 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/metaux-superplasticite-des-metaux/