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III.2 Mise en forme des stratiés

III.2.2 Analyse des contraintes de co-pressage

Les courbes (contrainte vraie)-(déformation vraie) issues des essais de compression à chaud

sont données gure III.8. Le dispositif de compression à chaud et les diérentes corrections

eectuées par le programme de la machine sont détaillés dans l'annexe A. Excepté à 683 K,

les courbes présentent toutes un plateau de déformation viscoplastique tel qu'on l'attend ainsi

qu'une augmentation de la contrainte d'écoulement avec la diminution de la température.

À 683 K on retrouve un adoucissement en début de courbe, également observé lors d'un

essai de compression de l'AZ31 seul et pour une même vitesse de déformation imposée (gure

II.21.a). Cet adoucissement est attribué à la restauration dynamique lors de la déformation.

L'augmentation de la contrainte qui peut être observée en n d'essai, en particulier pour les

températures les plus basses, est discutée dans la suite de cette section.

0 5 10 15 20 25 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

Contrainte de co−pressage (MPa)

Déformation macroscopique 683 K 693 K 698 K 703 K 713 K

Figure III.8 Courbes contrainte-déformation du co-pressage des stratiés à diérentes températures,

une vitesse de déformation macroscopique de 2,5.10

4

s

1

et une déformation macroscopique totale de

-0,5.

La courbe de co-pressage à 713 K (gure III.8) montre quant à elle une forte augmentation de

la contrainte à partir de 0,3 de déformation macroscopique de l'échantillon. À cette température

et pour le temps de co-pressage correspondant à 0,3 de déformation macroscopique, on s'attend

à un début de cristallisation du verre D (gure II.7). Cette cristallisation se traduit par une

augmentation de la contrainte d'écoulement comme il a été observé précédemment lors de la

cristallisation d'un échantillon durant un essai de déformation à chaud (gure II.15). Cette forte

augmentation de la viscosité du verre D implique qu'il devient alors plus visqueux que l'alliage

de magnésium.

III.2.2.1 Remarque sur les mesures de contraintes

On a fait remarquer dans la partie précédente que l'allure des courbes contrainte-déformation

soulevait des interrogations. L'augmentation de la contrainte en n d'essai, particulièrement aux

températures les plus faibles, pose des questions sur la validité des contraintes issues des essais

de co-pressage. Deux points peuvent être soulevés qui vont avoir une importance grandissante

avec l'augmentation de la déformation macroscopique.

Cette augmentation des contraintes expérimentales en cours d'essai peut être due à un eet

d'écoulement contraint, comme il a déjà été évoqué dans la section III.2.1.5 sur la mesure des

déformations des couches. L'augmentation de contrainte due à cet eet est d'autant plus

impor-tante qu'une des couches du co-pressé est plus ne. Cela semble, du moins en principe, en accord

III.2. Mise en forme des stratiés

avec les observations expérimentales qui montrent que l'augmentation de contrainte est la plus

grande en n d'essai pour la température la plus faible et donc dans le cas où les couches de

magnésium sont les plus nes.

Si on se place dans ces conditions, c'est-à-dire à la n de l'essai de co-pressage à 683 K (voir

gure III.8), on mesure les valeurs suivantes :

h

AZ31

= 0,9 mm (il faut considérer une seule couche d'alliage de magnésium, que ce soit

la partie haute ou basse du co-pressé)

S

verre D

= 21 mm

2

L'augmentation de contrainte s'appliquant sur un échantillon dans le cas d'un écoulement contraint

peut se calculer grâce à la formule III.10 et on trouve alors :

σ

collant

= 4∗σ

glissant

(III.11)

oùσ

glissant

est la contrainte plateau théorique que l'on devrait avoir dans le cas idéal et qui doit

se rapprocher de la valeur plateau mesurée, σ

plateau à 683 K

= 16 MPa.

Cette augmentation de contrainte surestime en fait fortement l'évolution de la contrainte

mesurée puisque ce calcul est basé sur des hypothèses qui ne sont pas vériées, telles que par

exemple un contact complètement collant au niveau des interfaces des couches d'alliage de

ma-gnésium, une loi de comportement Newtonienne et/ou le fait que le verre métallique ne se déforme

pas du tout. En parallèle, on doit prendre en compte le fait que les sections des constituants

peuvent évoluer diéremment au cours de l'essai compte tenu des possibles diérences de vitesse

de déformation des couches.

Initialement les trois couches du multi-matériau ont la même section, celle-ci étant la valeur

rentrée dans le programme pilotant l'essai de compression (gure III.9.a). An de tracer les

courbes de contrainte-déformation, le programme recalcule alors au cours de l'essai la section

de l'échantillon par rapport à sa hauteur. Or nous avons mis en évidence que les vitesses de

déformation du verre D et de l'AZ31 peuvent diérer suivant la température de co-pressage.

Dans le cas où la vitesse de déformation de l'AZ31 est supérieure à celle du verre D (gure

III.9.b), la variation de section du verre D augmente alors beaucoup moins vite que celle de

l'AZ31, la section vraie à considérer pour le calcul de la contrainte ne peut pas être la section

théorique du programme. L'inverse est également vrai dans le cas où la vitesse de déformation

de l'AZ31 est inférieure à celle du verre D (gure III.9.c).

AZ31 Verre D’’ AZ31 mors fixe mors mobile section initiale

(a)

AZ31 Verre D’’ AZ31 mors fixe mors mobile section vraie '' 31 verreD AZ

  

(b)

AZ31 Verre D’’ AZ31 mors fixe mors mobile section vraie '' 31 verreD AZ

  

(c)

Figure III.9 Représentation schématique de l'évolution de la section vraie à considérer pour le calcul

de la contrainte de co-pressage : section initiale (a), si ε˙

AZ31

>ε˙

verreD00

(b) et si ε˙

AZ31

<ε˙

verreD00

(c).

Étant donné les spécicités de fabrication des co-pressés, on voit donc que le calcul de la

valeur exacte de la contrainte de co-pressage est assez délicat.