Qu'est-ce que le durcissement par contrainte?
Le durcissement par contrainte est un processus dans lequel les métaux durcissent lorsqu'ils sont fléchis mécaniquement. Le durcissement par contrainte est un processus qui a lieu dans le réseau cristallin d’un matériau. Cette forme de durcissement est utile pour augmenter la résistance des métaux qui ne peuvent pas être durcis par des traitements thermiques. De nombreux métaux et alliages qui peuvent être durcis à la chaleur peuvent également l'être également. L'écrouissage, également appelé écrouissage, peut être appliqué intentionnellement comme processus de durcissement pendant la formation de la pièce ou se produire de manière non intentionnelle pendant l'usinage ou un fonctionnement anormal.
Avant le durcissement par contrainte, les matériaux présentent généralement une structure cristalline exempte de défauts et uniformément répartie. Lorsque le matériau est soumis à une contrainte mécanique, des défauts microscopiques appelés dislocations se forment dans la structure cristalline. Si le stress persiste, ces dislocations se propagent et interagissent les unes avec les autres, formant de nouvelles structures internes qui résistent à la déflexion. Ces formations - ou points d'ancrage - augmentent la limite d'élasticité des matériaux, ou leur capacité à résister aux contraintes, avec pour conséquence une diminution de la ductilité ou de la douceur. L'une des manières les plus courantes d'initier intentionnellement le processus de durcissement par traction est de froid les pièces formées.
Comme mentionné précédemment, le durcissement par contrainte peut être un procédé souhaitable ou indésirable. Lorsque l’écrouissage est un résultat final recherché, le travail à froid ou le formage de pièces est l’un des moyens les plus efficaces de le réaliser. Ceci est particulièrement utile lorsque vous travaillez des métaux qui ne peuvent pas être durcis à la chaleur. Ceux-ci comprennent l'acier à faible teneur en carbone, l'aluminium et le cuivre pur. Lorsque ces métaux sont comprimés, étirés, pliés ou martelés lors de la mise en forme, les contraintes en jeu induisent la formation de dislocations cristallines qui durcissent le matériau.
L'écrouissage indésirable se produit lorsque des matériaux ductiles ou mous sont usinés de manière incorrecte ou sont soumis à une flexion excessive au cours de leurs cycles de travail. Si, lors de l'usinage, la pièce est exposée à des coupes excessivement profondes, la contrainte résultante peut entraîner la formation de dislocations cristallines entraînant un durcissement. Ce durcissement involontaire peut alors empêcher d'autres usinages ou même endommager les outils. Lorsque des pièces ductiles sont usinées, les embouts d’outil doivent être avancés avec précaution afin d’éviter un durcissement indésirable du travail.
Les pièces métalliques qui sont fléchies au-delà de leurs paramètres de conception au cours de travaux normaux peuvent également subir un certain degré d'écrouissage. Les petites déformations au sein de ces paramètres sont facilement absorbées par un matériau qui reprend sa forme initiale sans modification de sa structure interne. Cependant, lorsque la flexion dépasse ces limites, le processus de formation de dislocations commence et le matériau durcit. Il en résulte une résistance à toute flexion, pouvant conduire à une fissuration ou une fracture éventuelle de la pièce.