III. Déformations permanentes et rupture des métaux

SOUMIS A DES efforts. — Propagation des défformallons.

Hartmann a montré que la déformation des métaux soumis à des efforts (compression, flexion, traction, etc.) ^e se propage pas progressivement d'un point à tous les points voisins, mais qu'elle se fait par ondulations en se subdivisant en zones discontinues géométriques, distribuées d'après des lois bien déterminées.

Lorsqu'on opère avec un barreau d'épreuve gradué, il est aisé de constater que l'allongement ne se produit pas en même temps sur toute la longueur, et qu'il n'est pas le même en toutes les parties qui s'allongent. Il semble que le barreau soumis à la traction se comporte comme s'il était formé de plusieurs portions d'une certaine longueur X se déformant successivement et indépendamment les unes des autres, tout comme si les divisions naturelles en nœuds et ventres qui prennent naissance pendant les vibrations d'une tige encastrée, pouvaient persister d'une certaine manière pendant les déformations, soit élastiques, soit permanentes : X serait la distance comprise entre deux nœuds consécutifs et en posant K = a X c'est-à-dire en regardant K comme proportionnel à a, ce que M. Faurie a vérifié par l'expérience, Ja formule (1) de la page 193 pourrait alors s'écrire :

et — exprimerait la demi longueur d'onde de déformation X

En somme, quand on soumet à la traction une éprouvette d'un métal plastique, outre les faits généralement

LES METAUX CONSIDÉRAS EN BDX-MÂMB8 197

observés et souvent décrits qui précèdent le maximum de charge, il se produit parfois un phénomène spécial qui fait apparaître le mécanisme intime de la déformation et qui montre, à priori, que la loi fondamentale de Técrouissage doit être une fonction, non de la simple longueur

L mais d'une fraction constante — de cette longueur. On

constate en effet, dans certaines conditions, la production tout le long de l'éprouvette, de nœuds et de ventres ëquidistants, assez peu distincts d'ordinaire, mais quelquefois aussi très fortement accusés. Ces phénomènes se produisent dans les fils, dans les tiges et les barrettes quand la longueur est égale à 50 ou 60 fois environ la plus petite dimension transversale; ils sont certainement dus à l'interférence de l'action de la charge qui agit à l'extrémité inférieure, avec la réaction qui agit à l'autre extrémité.

Quand on opère sur des éprouvettes de trop faible section, il est difficile de se mettre suffisamment à l'abri des causes d'erreur tenant à l'irrégularité des recuits, irrégularités qui prennent dans ce cas une très grande importance à cause de l'influence exagérée des actions superficielles dues à l'oxydation; on obtient de bons résultats et des nodalités très nettes avec des fils de cuivre de 3 millimètres de diamètre sur 200 de long ou avec des tiges de laiton de 150 millimètres carrés de section sur un mètre de longueur.

Les nodalités se produisent encore normalement quand après avoir écroui des éprouvettes et les avoir recuites une première fois, on leur fait subir à nouveau plusieurs passes de traction et plusieurs chaudes ; on ne constate rien d'analogue dans les déformations par laminages, ou par torsion; les nodalités dans la déformation par traction sont donc bien dues à l'action d'interférence que nous avons signalée.

Quand la charge a atteint son maximum, l'éprouvette d'essai ne se déforme plus sur toute sa longueur, mais seument sur une fraction de cette longueur; à ce moment la

déformation se localise sur une longueur égale à — , puis

f98 INTRODUCTION A l'ÉTUDE DES MÉTAUX

bientôt, tandis que la charge diminue, elle cesse aux deux nœuds de l'onde de déformation, s'étend de part et d'autre du ventre sur deux régions de plus en plus petites, et finalement, la charge diminuant toujours, elle ne persiste plus qu'au ventre; à ce moment la charge atteint un minimum^ et la rupture a lieu. Si aux divers moments de la traction, la déformation se produisait toujours par un mécanisme du même genre, l'allongement commencerait aux nœuds, puis s'étendrait de part et d'autre, gagnant lentement le ventre; et après avoir franchi l'onde entière et s'être répercuté sur les ondes voisines, il recommencerait aux nœuds, s'étendant de nouveau comme il vient d'être dit, et ainsi de suite.

La formule (2) (^ = - r + K

permet de déduire les valeurs des allongements au moment des maxima de charge et de montrer que ces allongements sont, dans les limites qui ne dépassent pas les erreurs d'observation, égaux aux allongements observés.

En effet, en différenciant par rapport à /, l'équation (2) qui donne les allongements en fonction des efforts rapportés à l'unité de section primitive, on a :