CARACTERISATION MECANIQUE EN PSEUDOELASTICITE

Pour étudier l’effet pseudoélastique, nous avons utilisé les échantillons du groupe T (tôle), car leurs températures de début de transformation Ms sont relativement élevées. Il sera plus commode de faire les essais à la température ambiante en particulier pour les cycles isothermes. Le tableau IV-2 résume les caractéristiques des différents échantillons utilisés dans cette partie.

Description d’un cycle mécanique par effet pseudoélastique

Dans ces essais, la mise en place des échantillons sur le dispositif de flexion est analogue à celle de l’étude précédente. Le cycle charge–décharge est effectué à une température inférieure à la température de fin de transformation martensitique Mf. Il est donc nécessaire de porter les échantillons à une température inférieure à Mf (Ti = 20°C), avant de le soumettre à un cycle mécanique charge–décharge (0–σ–0). La température ambiante est justement adéquate pour cette étude, c’est d’ailleurs la raison pour laquelle a été choisi ce type d’échantillons. L’application de la contrainte à l’état martensitique conduit à une réorientation des variantes de martensite dans le sens de la contrainte appliquée. Lors de la décharge, on observe un retour partiel des variantes de martensite, néanmoins une déformation permanente notée déformation résiduelle εr persiste pour σ = 0. Celle ci est due à une déformation plastique engendrée par l’accommodation des variantes de martensite (figure IV-29). L’allure de la courbe σ–ε obtenue est semblable à celle présentée dans la littérature pour des modes de sollicitation différents [4, 8, 11, 12, 13, 26, 27, 28]. Il est très important de comprendre le rôle de cette déformation résiduelle. Cette déformation existe malgré que la contrainte appliquée (externe) soit nulle. Ainsi, si l’on soumet de nouveau l’échantillon à un cycle mécanique on observera une déformation résiduelle qui sera une déformation cumulée en d’autre termes il faut sommer les déformations résiduelles engendrées à chaque nouveau cycle. On montrera par la suite la justification de l’existence de cette déformation et son effet cumulatif.

Cycles σ–ε pour différentes températures d’essai

La figure IV-30 représente les cycles de contrainte–déformation obtenus à différentes températures d’essai pour une déformation maximale imposée égale à 1,1%. On peut ainsi remarquer que ces courbes σ–ε variant avec la température d’essai. Ces variation sont liées à l’état structural de l’échantillon qui peut être soit martensite, soit austénite, soit mixte (austénite + martensite). Il apparaît sur cette figure trois domaines distincts. Un premier domaine à basse température où le module, relatif au domaine martensitique, est pratiquement constant et est de l’ordre de 30 GPa. Un domaine intermédiaire, qui correspond à l’état mixte où les deux phases martensite et austénite coexistent et où l’on observe une augmentation rapide du module de Young pour atteindre 70 GPa environ. Puis le troisième domaine (austénitique) où le module de Young ne varie pratiquement plus mais qui reste largement supérieur à celui du premier domaine (martensitique). On retrouve ainsi les mêmes résultats que dans la littérature: le module de la phase martensitique est inférieur à celui de la phase austénitique.

Cylage mécanique isotherme à déformation maximale constante

Nous avons suivi le comportement mécanique de l’alliage CuZnAl à basse température lors d’un cyclage mécanique isotherme (Ti = 30 °C) pour une déformation maximale εmax de l’ordre de 1,1%. Les courbes obtenues sont donnés sur la figure IV-32. Chaque cycle cumule la déformation résiduelle des cycles antérieurs. L’allure des courbes représentées sur la figure ci dessus est similaire à celles obtenues en traction et en compression [24, 25, 27]. Néanmoins, on observe lors des essais en flexion à quatre points que l’ordre de grandeur des contraintes maximales atteintes est supérieur à celles obtenues en traction et en compression. La réponse de l’échantillon diffère d’un mode de sollicitation à un autre. tenant compte de l’effet d’accumulation) en fonction du nombre de cycles N. L’augmentation de la déformation résiduelle après chaque cycle σ–ε est probablement accentuée par le phénomène d’accumulation de défauts crées lors des cycles précédents

Lors du cyclage mécanique isotherme 0–σ–0, la contrainte maximale augmente avec le nombre de cycles N (figure IV-34). D’un autre côté, la contrainte atteinte lors d’un cycle à la charge, est inférieure à celle du cycle précédent. Il existe un déplacement en contrainte noté ∆σ qu’il faudra fournir pour fermer le faisceau σ–ε lors de ce cycle (figure IV-32) [27]. Ce déplacement en contrainte évolue avec le nombre de cycles N (figure IV-35). Il est du principalement aux défauts introduits de plus en plus lors des cycles successifs ce qui nécessite des contraintes plus importantes pour vaincre ces obstacles et atteindre la déformation désirée. Il faudra donc un apport supplémentaire d’effort par rapport au cycle précédent pour pouvoir réorienter les variantes lors du cycle considéré.