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
−4s
−1et 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
2L'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
glissantest 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.
Dans le document
Elaboration par co-déformation de matériaux stratifiés alliage léger / verre métallique
(Page 122-126)