DÉPARTEMENT DE GÉNIE PHYSIQUEET DE GÉNIE DES MATÉRIAUX Note finale: /25 CORRIGÉ NOM (en majuscules):_______________________________ PRÉNOM :________________________________ SIGNATURE :________________________________ MATRICULE : _________________ SECTION : COURS 5.110 - MATÉRIAUX Contrôle N° 2 du 13 novembre 1998 de 9h00 à 10h20 FORMULAIRE NOTES : DE RÉPONSES ♦ Aucune documentation permise. ♦ Tout moyen de calcul autorisé. ♦ Les nombres entre marge de droite indiquent le nombre de points accordés à la question. Le total est de 25 points. ♦ Pour les questions nécessitant des calculs, aucun point ne sera accordé à la bonne réponse si le développement n’est pas écrit. Utilisez les espaces prévus ou le verso de la page opposée pour vos calculs ♦ Le questionnaire comprend 8 pages, incluant les annexes (si mentionnés) et le formulaire général. ♦ Le formulaire de réponses comprend 4 pages. ♦ Vérifiez le nombre de pages de votre questionnaire et de votre formulaire de réponse. 8 − 0.0 (3 pts) Alliage 2014 Traitement Phases ou constituants Composition (%m Cu) Proportion (%m) A Phase α (CFC) 4.0 Phase Fe3C .0 0.Austénite 0.MATÉRIAUX Contrôle du 13 novembre 1998 CORRIGÉ Page 2 de 4 EXERCICE n° 1 1.Ferrite ≈ 0.6 100 % Phases Traitement B Constituants 1.67 − 0.67 − 0.Cours 5-110 . 4 % 0.5 100 % Phase α (CFC) ≈ 0.02 Perlite 0.1 Phase α (CFC) sursaturée en Cu 4.a) Phases ou constituants en présence après les traitements A.1 = 8.02 = 74.7 % 53 − 0.6 100 % Phase α (CC) .8 − 0.6 = 91 % 6.8 − 0.0 =9 % 6.6 − 0.0 0.Cémentite 6. Acier 1060 Phases ou constituants Composition (%m C) Proportion (%m) A Phase γ (CFC) .1 Phase θ (Al2Cu) ≈ 53 4.8 0.6 = 25.5 − 0. Formulaire de réponses C 6.3 % 53 − 0. B et C.5 = 91.02 Martensite 0.5 100 % B C (3 pts) Sous-total = 6 pts .6 % 0.67 − 0.67 Ferrite proeutectoïde ≈ 0.1 53 − 4.6 − 0. 8 − 0.c) Transformation allotropique après le traitement C.MATÉRIAUX Contrôle du 13 novembre 1998 1.Cours 5-110 .Ferrite 0. indiquez ND (non disponible) dans la case appropriée. Alliage Transformation allotropique ? * Nom du produit formé après traitement C 1060 OUI Martensite NON Phase α sursaturée en cuivre Al 2014 (4 pts) * Répondre par OUI ou NON 1.02 Al 2014 NON Phase α (CFC) 100 % (4 pts) * Répondre par OUI ou NON 1.5 ND C D * Si vous ne disposez pas de données pour une propriété.8 − 0. Propriétés mécaniques * Traitement Alliage Re0.b) CORRIGÉ Formulaire de réponses Page 3 de 4 Constituant primaire après le traitement B.6 = 25. Alliage Constituant primaire ? * Nom du constituant Proportion massique (%m) 1060 OUI Phase α (CC) .2 (MPa) Rm (MPa) A (%) Dureté HRC 1060 ND ND ND 63 2014 200 ± 5 375 ± 5 23 ± 1 ND 1060 ND ND ND 48 ± 1 2014 430 ± 5 470 ± 5 9 ± 0.d) Propriétés mécaniques des alliages après les traitements C et D.6 % 0. Sous-total = 12 pts (4 pts) . 2 x800 MPa π αR e 0 . m 1 K C = = = 1. il faut que la pièce se déforme plastiquement avant de se rompre.50 x10 −3 m π 1. c’est-à-dire que la valeur de la surcharge σs atteigne la limite d’élasticité Re0.85 2.2 : a C2 1 K = C π ασ s 2 2 1 66 MPa. d’après la courbe de fatigue – endurance disponible.5 mm Sous-total = 7 pts Total = 25 pts (3 pts) . Formulaire de réponses CORRIGÉ Page 4 de 4 EXERCICE n° 2 2. Justifiez votre réponse : Quand la fissure atteint la longueur critique aC1 .2 du matériau.MATÉRIAUX Contrôle du 13 novembre 1998 2. Justifiez votre réponse : Pour éviter la rupture fragile au cours d’une surcharge. : N = 106 cycles 2. on en déduit le nombre N de cycles à la rupture qui est égal à 106 cycles pour une amplitude de contrainte σa égale à 500 MPa.Cours 5-110 . la longueur de la fissure doit être inférieure ou au plus égale à la longueur ac2 déduite de l’équation (1) ci-dessus et pour laquelle σ = σs = Re0. Ceci correspond donc à la durée de vie en fatigue de la pièce et. m = = 3.c) (2 pts) Longueur maximale ac2 de la fissure pour éviter la rupture fragile au cours d’une surcharge. 2 2 ac2 = 1.a) Longueur critique de fissure ac1 pour σmax = 500 MPa.2x 500 MPa ac1 = 3. Justifiez votre réponse : La rupture fragile du matériau se produit quand la fissure atteint une longueur critique aC1 telle que le facteur d’intensité de contrainte K qui lui est associé est égal à la valeur critique KC caractérisant la ténacité du matériau : K = K C = ασ πa C1 (1) On en déduit aisément la longueur critique aC1 : a C1 1 KC = π ασ max 2 2 1 66 MPa.b) mm (2 pts) Nombre N de cycles pour la longueur critique ac1.85x10 −3 m π 1. il y a rupture de la pièce en fatigue. Dans ces conditions.