1. Stress et déformation:
* Force d'élasticité: Les métaux ont une limite à la quantité de stress qu'ils peuvent résister avant de commencer à se déformer de façon permanente. Cette limite est appelée la limite d'élasticité.
* résistance à la traction: La contrainte maximale qu'un métal peut manipuler avant la rupture. Au-delà de ce point, le métal commence à se fracturer.
* ductilité: La capacité du métal à se déformer sous une contrainte de traction avant la rupture. Les métaux ductils s'étendent considérablement avant d'échouer.
2. Types de fracture:
* Fracture ductile: Se produit lorsqu'un métal s'étend considérablement avant de se casser. Il se caractérise par un casse-casse vers le bas du matériau avant l'échec.
* fracture fragile: Se produit lorsqu'un métal se brise soudainement avec peu ou pas de déformation. Ceci est courant à des températures très froides ou avec certains alliages.
3. Facteurs influençant la rupture:
* Température: Les métaux deviennent plus cassants à des températures plus basses.
* Éléments d'alliage: L'ajout d'autres éléments peut changer considérablement la résistance et la ductilité d'un métal.
* Taille des grains: Des tailles de grains plus petites conduisent généralement à une résistance et une ténacité plus élevées.
* présence de défauts: Les défauts internes, tels que des fissures ou des vides, peuvent agir comme des concentrateurs de contraintes, conduisant à une défaillance prématurée.
* Conditions de chargement: Le type de charge (tension, compression, cisaillement) et la vitesse à laquelle il est appliqué peut influencer la fracture.
* Corrosion: La corrosion affaiblit le métal et peut entraîner des fissures de corrosion de contrainte, qui est une forme de fracture cassante.
4. Modes de défaillance courants:
* fatigue: Les cycles de contrainte répétés peuvent entraîner des fissures microscopiques qui finissent par se développer et provoquer une défaillance.
* fluage: Déformation d'un métal sous une contrainte constante, en particulier à des températures élevées.
* Chargement d'impact: Des charges soudaines à haute énergie peuvent provoquer une fracture fragile, même dans les métaux ductiles.
5. La compréhension de la rupture est essentielle pour:
* conception et ingénierie: Pour s'assurer que les structures et les composants peuvent résister aux charges attendues et aux conditions environnementales.
* Sélection des matériaux: Choisir le bon métal pour l'application en fonction de ses propriétés et des modes de défaillance potentiels.
* Contrôle de la qualité: Pour éviter les défauts et garantir que les matériaux respectent les normes requises.
En résumé, la rupture des métaux est un phénomène complexe influencé par divers facteurs. Comprendre ces facteurs est crucial pour une utilisation sûre et fiable des métaux en ingénierie et en fabrication.
