Les propriétés des matériaux métalliques se divisent généralement en deux catégories : les performances de mise en œuvre et les performances d'utilisation. Les performances de mise en œuvre désignent le comportement des matériaux métalliques dans des conditions de transformation à chaud et à froid spécifiques lors de la fabrication de pièces mécaniques. La qualité de ces performances détermine l'aptitude des matériaux à être transformés et mis en forme. Les propriétés requises varient selon les conditions de transformation, comme la tenue au moulage, la soudabilité, la forgeabilité, le comportement au traitement thermique, l'usinabilité, etc. Les performances d'utilisation, quant à elles, concernent le comportement des matériaux métalliques dans les conditions d'utilisation des pièces mécaniques. Elles incluent les propriétés mécaniques, physiques et chimiques, etc. Ces performances déterminent le domaine d'utilisation et la durée de vie des matériaux.
Dans l'industrie de la construction mécanique, les pièces mécaniques courantes sont utilisées à température et pression normales, dans des milieux peu corrosifs. Lors de leur utilisation, chaque pièce est soumise à des charges différentes. La capacité des matériaux métalliques à résister aux dommages sous charge est appelée propriétés mécaniques. Ces propriétés constituent le fondement de la conception et du choix des matériaux. Selon la nature de la charge appliquée (traction, compression, torsion, impact, charge cyclique, etc.), les propriétés mécaniques requises varient. Parmi les propriétés mécaniques couramment utilisées, on trouve la résistance, la plasticité, la dureté, la ténacité, la résistance aux chocs multiples et la limite de fatigue. Chaque propriété mécanique est détaillée ci-dessous.
1. Force
La résistance désigne la capacité d'un matériau métallique à résister aux dommages (déformation plastique excessive ou rupture) sous charge statique. Puisque la charge s'exerce sous forme de traction, de compression, de flexion, de cisaillement, etc., la résistance se divise également en résistance à la traction, résistance à la compression, résistance à la flexion, résistance au cisaillement, etc. Il existe souvent une corrélation entre ces différentes résistances. En pratique, la résistance à la traction est généralement utilisée comme indicateur de résistance de base.
2. Plasticité
La plasticité désigne la capacité d'un matériau métallique à produire une déformation plastique (déformation permanente) sans destruction sous charge.
3. Dureté
La dureté est une mesure de la dureté ou de la souplesse d'un matériau métallique. Actuellement, la méthode la plus couramment utilisée en production pour mesurer la dureté est la méthode de dureté par indentation. Elle consiste à appliquer une pression sur la surface du matériau métallique testé à l'aide d'un pénétrateur de forme géométrique spécifique ; la valeur de dureté est ensuite mesurée en fonction de la profondeur de l'indentation.
Les méthodes couramment utilisées comprennent la dureté Brinell (HB), la dureté Rockwell (HRA, HRB, HRC) et la dureté Vickers (HV).
4. Fatigue
La résistance, la plasticité et la dureté évoquées précédemment sont des indicateurs de performance mécanique des métaux sous charge statique. En réalité, de nombreuses pièces de machines fonctionnent sous charge cyclique, et la fatigue se produit dans ces pièces.
5. Résistance aux chocs
La charge agissant sur la pièce de la machine à très grande vitesse est appelée charge d'impact, et la capacité du métal à résister aux dommages sous une charge d'impact est appelée ténacité à l'impact.
Date de publication : 6 avril 2024
