II.3
c
·33 (-v)
Les contraintes développées sont donc du signe
inverse de la perturbation thermique : compressives pour un
échauffement, de traction pour une refroidissement ; leur
intensité est proportionnelle au facteur qui caractérise la
réaction du matériau aux
hétérogénéités thermiques a E / ( 1
- v ) E17].
II.2.2 FATIGUE THERMIQUE DES CYLINDRES DE LAMINAGE A
CHAUD
Les contraintes de contact (contrainte normale) sont
typiquement de l'ordre de 0.1 GPa en laminage à chaud, et, comme nous
allons le voir, relativement faibles devant les contraintes
développées par les fluctuations thermiques superficielles. Ces
contraintes thermiques sont décrites sur la figure II.3 qui donne
l'évolution des contraintes d'un point de la surface d'un cylindre de
laminoir conventionnel effectuant des laminages à chaud dans les
conditions de la figure I.3.8 (Chapitre I).
Figure II.3 Influence du mode de
refroidissement du cylindre de laminage à chaud sur le
cycle de
contraintes E17].
Avec, 0
o R , 0
o 0 sont respectivement la contrainte de
rupture en traction du matériau du cylindre et la contrainte
d'écoulement plastique en compression du matériau du cylindre.
II.2.3 AUTRES PHENOMENES CONDITIONNANT LA FATIGUE THERMIQUE
La vitesse de faïençage thermique est la
conséquence d'interactions complexes entre divers
phénomènes. Leur description précise reste encore un
problème ouvert. Nous en évoquons ci-dessous deux aspects
importants.
> Sur le plan thermomécanique :
Le modèle précédent (figure II.2) est
une schématisation de la réalité. L'évaluation des
cycles de contrainte et de l'endommagement associé engendrés par
les variations de température nécessite la détermination
de la loi d'évolution, en sollicitation cyclique, des courbes
contraintes-déformation o (S ) des couches
superficielles du matériau à outil et la loi d'initiation et de
propagation des fissures [17].
> Sur le plan physico-chimique :
Des études ont montré que la vitesse de
fissuration thermique des matériaux peut fortement dépendre des
caractéristiques (épaisseur, porosité,
ductilité...) des couches d'oxydes qui se forment à leur surface
[17].
II.2.4 DUREE DE VIE EN FATIGUE
Lorsqu'un matériau est soumis à des
déformations cycliques on constate que les contraintes correspondantes
évoluent au cours du cycle. Lorsque la contrainte augmente au cours du
chargement cyclique, on parle de durcissement (ou consolidation) cyclique. Si
au contraire la contrainte diminue, on utilise le terme d'adoucissement (ou
déconsolidation) cyclique [19].
Pour les cylindres de travail des trains à bande
laminés à chaud, la durée de vie varie fortement en
fonction du niveau de l'amplitude contrainte appliqué.
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