Qu’est-ce que la résistance ultime à la traction – UTS – Définition

Un diagramme schématique de la courbe contrainte-déformation de l’acier à faible teneur en carbone à température ambiante est présenté dans la figure. Il existe plusieurs étapes montrant des comportements différents, ce qui suggère des propriétés mécaniques différentes. Pour clarifier, les matériaux peuvent manquer une ou plusieurs étapes indiquées sur la figure, ou avoir des étapes totalement différentes. Dans ce cas, nous devons faire la distinction entre les caractéristiques de contrainte-déformation des matériaux ductiles et fragiles. Les points suivants décrivent les différentes régions de la courbe contrainte-déformation et l’importance de plusieurs emplacements spécifiques.

Résistance à la traction ultime

La résistance à la traction ultime est le maximum sur la courbe technique de contrainte-déformation. Cela correspond à la contrainte maximale qui peut être soutenu par une structure en tension. La résistance à la traction ultime est souvent abrégée en « résistance à la traction » ou même en « l’ultime ». Si cette contrainte est appliquée et maintenue, une fracture en résultera. Souvent, cette valeur est nettement supérieure à la limite d’élasticité (jusqu’à 50 à 60 % de plus que le rendement pour certains types de métaux). Lorsqu’un matériau ductile atteint sa résistance ultime, il subit une striction où la section transversale se réduit localement. La courbe contrainte-déformation ne contient pas de contrainte supérieure à la résistance ultime. Même si les déformations peuvent continuer à augmenter, la contrainte diminue généralement après que la résistance ultime a été atteinte. C’est une propriété intensive; sa valeur ne dépend donc pas de la taille de l’éprouvette. Cependant, cela dépend d’autres facteurs, température de l’environnement et du matériau d’essai. Les résistances ultimes à la traction varient de 50 MPa pour un aluminium jusqu’à 3000 MPa pour les aciers à très haute résistance.

Ecrouissage

L’une des étapes de la courbe contrainte-déformation est la région d’écrouissage. Cette région commence lorsque la déformation dépasse la limite d’élasticité et se termine au point de résistance ultime, qui est la contrainte maximale indiquée sur la courbe contrainte-déformation. Dans cette région, la contrainte augmente principalement à mesure que le matériau s’allonge, sauf qu’il y a une région presque plate au début. L’écrouissage est aussi appelé écrouissage ou travail à froid. C’est ce qu’on appelle le travail à froid car la déformation plastique doit se produire à une température suffisamment basse pour que les atomes ne puissent pas se réarranger. C’est un processus qui rend un métal plus dur et plus résistant par déformation plastique. Lorsqu’un métal est déformé plastiquement, les dislocations se déplacent et des dislocations supplémentaires sont générées. Les dislocations peuvent se déplacer si les atomes de l’un des plans environnants rompent leurs liaisons et rebondissent avec les atomes au bord de terminaison. La densité de dislocations dans un métal augmente avec la déformation ou le travail à froid en raison de la multiplication des dislocations ou de la formation de nouvelles dislocations. Plus il y a de dislocations dans un matériau, plus elles interagissent et s’épinglent ou s’emmêlent. Il en résultera une diminution de la mobilité des luxations et un renforcement du matériau.

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