Choix des matériaux

Rappel :

Re (MPa) est la limite de proportionnalité ou limite élastique. Elle est bien marquée pour les matériaux ductiles. Re correspond au seuil d'écoulement plastique.

Rm est la résistance limite à la traction. Cette valeur est utilisée pour estimer la limite d'endurance à la fatigue

Re est atteinte quand on observe la première chute de l'effort lors de l'essai. En l'absence de ce phénomène, (courbe éprouvette : quand OA n'est pas rectiligne), on doit utiliser la limite conventionnelle d'élasticité Re0,2 qui correspond à un allongement plastique de 0,2%

Les aciers austénitiques ont une limite élastique plus faible qui conduit en pratique à utiliser Re0,2.. Dans le cas des aciers ferritiques recuits, les interactions carbone - dislocations peuvent induire une anomalie de limite d'élasticité

allongement à la rupture

L'allongement à la rupture est le rapport A= 100.(ld-lo)/lo où ld est la longueur de l'éprouvette à la rupture en D.

module d'Young

La pente de la partie linéaire OA représente le module d'Young E (en Mpa ou en GPa) ou module d'élasticité.

La mesure de E est obtenue à l'aide d'un extensomètre.
Le module d'Young à 20°C va de 4 Mpa pour le caoutchouc à 500 GPa pour les céramiques (SiC ).
Cette variation importante est due aux intensités très variables des forces de liaison entre les atomes ou molécules au sein des matériaux: liaisons covalentes, ioniques.
La rigidité d'une structure en traction, compression, flexion, est proportionnelle au module d'Young.

coefficient de Poisson

L'éprouvette subit aussi des déformations latérales: le coefficient de Poisson, ou coefficient de contraction latérale dans le domaine élastique est le rapport sans dimension.

Ce coefficient, compris selon les matériaux entre 10-2 et 4 10-1, dépend légèrement de la température

v= (do-d)/do

G: module de cisaillement

Le module de cisaillement G ou module de Lamé ou module de Coulomb, exprimé en Mpa ou Gpa, définit le cisaillement élastique consécutif à l'application d'une ollicitation de cisaillement. Il varie sensiblement comme E en fonction de la température et le type de matériau.

Pour les matériaux isotopes, on a la relation

G =E / 2(1+v)

La résilience

On mesure l'énergie qui provoque la rupture en flexion d'une éprouvette entaillée en U ou V (Kcu ou Kcv). L'essai de résilience (essai Charpy) permet de déterminer la température de transition d'un matériau qui sépare la rupture ductile, à énergie élevée, et la rupture fragile du type clivage, de faible énergie.
Les ruptures ductiles sont fibreuses, tourmentées (déformation plastique); les ruptures fragiles sont plates ou cristallographiques.

La ténacité

C'est une caractéristique, à la base du concept de tolérance au dommage dans les structures, qui est basée sur la formulation des contraintes et déplacements au voisinage d'une fissure de géométrie connue. Le chargement est statique ou dynamique.
Ces conditions déterminent le facteur d'intensité de contraintes K, calculé, qui caractérise l'accroissement des contraintes et des déformations provoqué par la fissure.

La tenacité, Kc, est déterminée expérimentalement au moyen d'éprouvettes préfissurées. Elle
correspond à la valeur critique de K pour laquelle se produit une propagation brutale d'une fissure
de longueur ac sous une charge Pc.

Kd est la ténacité dynamique qui correspond à la valeur critique de K sous un choc.

La norme NF EN 515 définit la désignation des états métallurgiques

-état recuit : symbole O
-état écroui : symbole H
-état obtenus par traitement thermiques T (avec de nombreuses variantes)