État métallique - Déformation plastique

Abstract

Soumis a une contrainte, un solide cristallin, par exemple un solide metallique, se deforme de maniere reversible tant que la contrainte appliquee est inferieure a une valeur critique, dite limite elastique, ou limite d’elasticite. Au-dela de cette contrainte critique, la deformation cesse d’etre reversible : une deformation, dite deformation plastique, subsiste apres suppression de la contrainte. Le solide finit par se rompre lorsque l’on poursuit la deformation. La ductilite definit l’aptitude a tolerer une deformation plastique importante, elle depend a la fois de la nature du materiau et du type d’essai. Il est possible, par exemple, de reduire par laminage en plusieurs passes, un bloc metallique dont les dimensions sont de l’ordre du metre a une plaque dont l’epaisseur est de l’ordre de la fraction de millimetre, soit une deformation de l’ordre de 10 3 , alors qu’en traction uniaxiale, il est difficile d’atteindre une deformation a la rupture superieure a 1. L’etude de la deformation plastique a sans doute eu pour origine le souci de maitriser le formage et l’utilisation des metaux, et plus generalement des materiaux. De ce fait, elle a ete longtemps empirique et ce n’est que depuis quelques dizaines d’annees qu’ont ete elabores les concepts necessaires a la comprehension des phenomenes physiques se produisant lors des ecoulements plastiques. Pour les solides cristallins, auxquels nous nous limiterons dans cet expose, les mecanismes de base sont assez bien compris, mais la dynamique des ecoulements est mal connue, et constitue actuellement un axe de recherche tres actif. Dans cet article, nous nous proposons de decrire aussi simplement que possible les mecanismes mis en jeu lors de la deformation plastique des metaux, et plus generalement des solides cristallins. Au paragraphe  2 , nous analysons les mecanismes de deformation d’un point de vue structural ; le paragraphe  3 decrit les aspects generaux des ecoulements plastiques. Des exemples precis sont donnes au paragraphe  4 . Le paragraphe  5 analyse l’etat de contrainte dans un solide deforme plastiquement. La plasticite des polycristaux est analysee au paragraphe  6 , suivi d’une breve conclusion. Le lecteur trouvera en fin d'article un tableau des symboles et des abreviations utilisees.