CHAPITRE 2 - TOPOGRAPHIE ET MÉCANIQUE DES SURFACES
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Sur la figure 2.34 sont représentées les courbes de chargement-déchargement correspondant aux lois classiques de comportement des matériaux.
F
F
F
T Charg (a
Décharg.
emen
c
h
Dé hargement
,
/
I
;
Fig. 2.34. Courbes d’indentation : (a) solide élastique (indice e), (b) solide rigide plastique (indice p)
et (c) solide elastoplastique (indice ep).
Par une analyse de la forme de ces courbes on peut espérer remonter aux
paramètres de la zone indentée : dureté i f , module de Young E.. . Pour y parvenir,
il faut comprendre le comportement du matériau sous l’indenteur et modéliser
correctement les courbes de chargement-déchargement.
3.2.1. Comportement du matériau sous I’indenteur
Les travaux de Tabor[27)[281129), dans le cas d’indenteurs sphériques de rayon R ,
montrent que le matériau commence à se plastifier sous l’indenteur et que la
taille de la zone plastique augmente avec la charge, jusqu’à recouvrir tout le
contact ; la pression de contact, P , devient alors uniforme. Dans le domaine élastique, en supposant que l’indenteur est indéformable, la théorie de Hertz
(Chap. 3, Sect. 1.2) établit que le rayon de contact, a, est donné par :
(2.23)
La pression de contact a une répartition représentée sur la figure 2.35 ; son
maximum, P,, vaut :
4Ea
37-8
P, =(2.24)
(27) Tabor D., The hardness of metals (Clarendon Press, Oxford, 1951).
(28) Tabor D., Indentation hardness and its measurements : some cautionary comments,
dans Microindentation techniques in materials science and engineering, P. J. Blau et B.R.
Lawn, Eds. (ASTM, Philadelphia, 19861, pp. 129-159.
(29) Tabor D., The hardness of solids, Rev. Phys. Techn. 1 (1970) 145-179.