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Tensile ductility of superplastic ceramics and metallic alloys

Authors
Journal
Acta Metallurgica et Materialia
0956-7151
Publisher
Elsevier
Publication Date
Volume
39
Issue
2
Identifiers
DOI: 10.1016/0956-7151(91)90268-6
Disciplines
  • Physics

Abstract

Résumé Les céramiques superplastiques et les alliages métalliques montrent différents comportements de la ductilité en traction dans la gamme où l'exposant de la sensibilité de la vitesse à la contrainte, m, est élevé ( m⩾0,5). La ductilité en traction des alliages métalliques superplastiques (par exemple le zinc à grains fins, l'aluminium, le nickel et les alliages de titane) est essentiellement une fonction de l'exposant de la sensibilité de la vitesse de déformation. Par contre, la ductilité en traction de matériaux ceramiques superplastiques (par exemple la zircone, l'alumine, les composites zircone-alumine et le carbure de fer) n'est pas seulement fonction de cet exposant, mais aussi du paramètre ⋗e exp ( Q c/ RT) où ⋗e est la vitesse de deformation en regime permanent et Q c est l'énergie d'activation de l'écoulement superplastique. Les matériaux céramiques superplastiques montrent une forte décroissance de l'élongation en traction avec l'augmentation de ⋗e exp ( Q c/ RT). Cette tendance en élongation sous traction est explique en se basant sur un modèle de mécanique de la rupture. Ce modèle prévoit que la ductilité en traction croît lorsque la contrainte d'écoulement ou al taille du grain décroît, et lorsque le paramètre (2 γ s − γ gb ), où γ s est l'énergie de surface et γ gb est l'énergie du joint de grains, décroît. La différence du comportement de ductilité en traction des céramiques superplastiques et des alliages métalliques peut être reliée à leurs mécanismes de rupture différents. Les céramiques superplastiques se déforment sans striction et se cassent par des fissures intergranulaires qui se propagent perpendiculairement à l'axe de traction. A l'inverse, les alliages métalliques superplastiques cassent généralement par des mécanismes de cisaillement intergranulaires et transgranulaires qui sont associés à la formation de cavités dans la région de la striction.

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