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MATS8AF

Physique des propriétés mécaniques

Crédits : 2 ECTS

Durée : 21 heures

Semestre : S8

Responsable(s) :

Sébastien ALLAIN, Professeur, sebastien.allain@mines-nancy.univ-lorraine.fr 

Mots clés :  plasticité cristalline - dislocations - durcissement - activation thermique - recristallisation

Pré requis :  propriétés mécaniques macroscopiques - élasticité linéaire - structures cristallines - défauts

Objectif général : Présentation des mécanismes physiques de la déformation plastique

Programmes et contenus :

Dans un contexte où la complexité des structures et les contraintes de coût, de sécurité et de respect de l'environnement augmentent, l'innovation en terme de matériaux de structure aux performances optimales passe par la maîtrise des phénomènes produisant la déformation plastique, car ils contrôle les propriétés mécaniques macroscopiques. Obtenir un matériau léger et facile à mettre en forme, mais ayant une résistance mécanique élevée même dans des conditions sévères, est par exemple un paradoxe qui fait l'objet de tous les développements actuels.

- Les dislocations : caractéristiques, propriétés, interactions, déplacement, friction de réseau, glissement activé thermiquement, méthodes d'observation

- Déformation du monocristal : systèmes de glissement, cission résolue, comparaison des principales structures cristallines, maclage, transformations martensitiques, effet mémoire de forme

- Rôle de la microstructure : contraintes effective et interne, écrouissage, influence de la taille de grains

- Durcissement dans les alliages : durcissement de solution solide ou structural par précipitation

Influence de la température et de la vitesse de déformation : restauration et recristallisation dynamiques, fluage, transition fragile-ductile

Etudes de cas :

  • interactions élastiques entre dislocations, joint de flexion
  • caractérisation de dislocations par topographie X
  • défauts dans les structures compactes : modèle à boules
  • modèle d.écrouissage : modèle de la forêt
  • franchissement d'obstacles ponctuels ou étendus
  • ruine d'un wafer de silicium par choc thermique

 

Compétences : 

Niveaux

Description et verbes opérationnels

Connaître 

Les différents mécanismes microscopiques de la plasticité,

Comprendre 

Comment la structure atomique, la microstructure et les conditions de sollicitation jouent sur les propriétés mécaniques,

Appliquer 

Pouvoir élaborer des lois de comportement à partir de modèles simples,

Analyser 

Maîtriser les leviers métallurgiques permettant d'optimiser les performances mécaniques de matériaux existants ou de développer de nouveaux matériaux,

Synthétiser

savoir structurer un rapport sous forme d'article scientifique et le synthétiser en 3 slides.

Évaluer

La durée de vie des matériaux Le choix du matériau et du procédé pour la fabrication d'un produit donné

Évaluations :

  • Test écrit
  • Contrôle continu
  • Oral, soutenance
  • Projet
  • Rapport
  • Aucune étiquette