Apport des techniques sclérométriques à la caractérisation des ...

TROJSiME CHAPITRE: APPLICATIONDEL4 SCLÉROMETRJEÀ IA CARACTÉRISA TION DE DIFFÉRENTS TYPES DE MA TÉRL4 UXANALYSE DES INTERACTIONS MECANIQ UES ENTRE UNINDENTEURBERKOVICHEY UN MA TERJAUDUC TILEA.5. ESTIMATION DE LA DURETE DE RAVAGEL'objectif principal de la quantification des déformations élastiques etplastiques pendant un processus de rayage est l'estimation de la pressionmoyenne du contact entre l'indenteur et le matériau.En effet, la détermination de la profondeur de contact plastique et de lagéometrie des bourrelets permet de calculer la surface réelle de contactpendant le rayage.tan65tan6øS =ha2= 8.789./la2est l'aire pour une face correspondant acos65la hauteur ha au-dessus de la pointe d'un indenteur Berkovich.La présence du bourrelêt frontal nous amène à considérer une surfacesupplémentaire de contact provoquée par ce même bourrelet:AS = [hb1_fJ/32 «2/la +hb)2 +h,,2 + 2h,, /tafl65ha]où hbf est la hauteur maximale du bourrelet frontal et h est la moyennedes deux bourrelets latéraux. Cette formule est établie à partir de la formegénérale d'un bourrelet frontal, correspondant à un triangle sur la facefrontale de l'indenteur au dessus du niveau des bourrelêts latéraux h.Cette surface de contact prend donc en compte à la fois la présence debourrelêts et l'effèt de la déformation élastique autour de la rayure sur lasurface de contact.Une fois que la surface de contact est définie, nous pouvons étudierpréciséniment comment le transfert d'énergie s'effectue entre l'indenteur et lematériau, car les forces de rayage sont appliquées sur cette surface de contact.Il est facile de concevoir que la surface de l'indenteur va subir unepression normale, due à la résistance à la déformation du matériau, et unfrottement, dû au déplacement relatif de l'indenteur vis à vis du matériau.Par analogie avec l'indentation normale, cette pression normale seraassimilée à la dureté de rayage. Le frottement du matériau contre les faces del'indenteur peut être défini par sa valeur et sa direction.On peut alors intégrer ces contraintes, que l'on supposera uniformes, surles faces de l'indenteur qui sont en contact avec le matériau. On obtient unerelation entre les forces de rayage, la morphologie de la rayure et lescontraintes définies ci-dessus, représentant la dureté de rayage du matériau etle frottement interfacial indenteur/matériau.Ces relations sont assez compliquées et dépendent de l'orientation del'indenteur par rapport à la direction de rayage ainsi que du nombre de facesAPPORT DES TECHNIQUES SCLÈROMÉTPJQUESÀ IA CAPA CTÁRISA nON DES PROPRI ES MÉCANIQUES DES SURFACES page 74