4 • Les propriétés
mécaniques des métaux…
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4.2 Le durcissement des métaux
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
quand le nombre des grains augmente (à l’inverse un grain unique n’a
plus de joint) c’est-à-dire quand le volume occupé par chaque grain
diminue. Pour développer ce mode de durcissement on doit diminuer la
taille moyenne des grains et donc fabriquer des métaux à grains fins.
Le durcissement par effet de taille de grain est généralement traduit par
une relation simple (Loi de Hall-Petch) qui lie la limite d’élasticité R e au
diamètre moyen d m des grains et qui s’écrit :
On peut ainsi traduire un effet de durcissement (augmentation de la
limite d’élasticité) ΔR e obtenu en affinant des grains dont le diamètre
moyen passe de d 1 à d 2 (d 2 < d 1 ) par :
La valeur du coefficient K varie avec le métal considéré mais surtout
avec son système cristallin; c’est ainsi que l’on admet les ordres de grandeur suivant (avec ΔR e en N/mm
2 et d en mm) :
– structure cubique centrée : K de l’ordre de 20;
– structure cubique à faces centrées : K de l’ordre de 8;
– structure hexagonale : K de l’ordre de 30.
4.2.4 Le durcissement par précipitation
La mise en place de particules « étrangères » (des précipités) sur le parcours des dislocations retarde leur mouvement. Une telle « précipitation »
est un facteur important du durcissement des métaux; elle met en jeu des
éléments étrangers (éléments d’alliage) qui forment des précipités pouvant
être constitués :
– de composés formés avec le métal de base par les éléments d’alliage
(carbures, nitrures, intermétalliques);
=
+
0
e
e
m
K
R
R
d
Δ
Ê
ˆ
=
-
Á
˜
Ë
¯
2
1
1
1
e
R
K
d
d