9 Propriétés mécaniques des métaux
Les propriétés mécaniques des métaux comprennent la plasticité, la fragilité, la malléabilité, la dureté, la ductilité, l'élasticité, la ténacité et la rigidité.
Toutes ces propriétés peuvent varier d’un métal à l’autre, permettant ainsi leur différenciation et leur classification d’un point de vue comportemental.
Ces propriétés sont mesurées lorsqu'un métal est soumis à une force ou à une charge. Les ingénieurs mécaniciens calculent chacune des valeurs des propriétés mécaniques des métaux en fonction des forces qui leur sont appliquées.
De la même manière, les scientifiques des matériaux expérimentent en permanence différents métaux dans de multiples conditions afin d'établir leurs propriétés mécaniques.
Grâce à l'expérimentation sur les métaux, il a été possible de définir leurs propriétés mécaniques. Il est important de souligner que, selon le type, la taille et la résistance appliqués à un métal, les résultats obtenus varient en fonction des résultats.
C'est pourquoi les scientifiques ont souhaité unifier les paramètres des procédures expérimentales afin de pouvoir comparer les résultats obtenus par différents métaux lors de l'application des mêmes forces (Team, 2014).
9 propriétés mécaniques principales des métaux
1- Plasticité
C'est la propriété mécanique des métaux complètement opposée à l'élasticité. La plasticité est définie comme la capacité des métaux à conserver la forme qui leur a été donnée après avoir été soumis à un effort.
Les métaux sont généralement très plastiques, c'est pourquoi, une fois déformés, ils conserveront facilement leur nouvelle forme.
2- Fragilité
La fragilité est une propriété complètement opposée à la ténacité, car elle dénote la facilité avec laquelle un métal peut être brisé une fois soumis à un effort.
Dans de nombreux cas, les métaux sont alliés les uns aux autres afin de réduire leur coefficient de fragilité et de pouvoir tolérer davantage les charges.
La fragilité est également définie comme une fatigue lors des tests de résistance mécanique des métaux.
De cette manière, un métal peut être soumis plusieurs fois au même effort avant de se briser et de donner un résultat concluant sur sa fragilité (Materia, 2002).
3- malléabilité
La malléabilité fait référence à la facilité d'un métal à plastifier sans que cela ne représente une rupture de sa structure.
De nombreux métaux ou alliages métalliques ont un coefficient de malléabilité élevé, c'est le cas de l'aluminium très malléable ou de l'acier inoxydable.
4- dureté
La dureté est définie comme la résistance qu'un métal oppose aux agents abrasifs. C'est la résistance que tout métal doit être rayé ou pénétré par un corps.
Pour augmenter leur dureté, la plupart des métaux doivent être alliés en un certain pourcentage. C'est le cas de l'or, qui en soi ne serait pas aussi dur que s'il était mélangé avec du bronze.
Historiquement, la dureté était mesurée sur une échelle empirique, déterminée par la capacité d'un métal à en rayer un autre ou à résister à l'impact d'un diamant.
De nos jours, la dureté des métaux est mesurée à l'aide de procédures normalisées telles que le test de Rockwell, Vickers ou Brinell.
Tous ces tests visent à produire des résultats concluants sans endommager le métal étudié (Kailas, sd).
5- Ductilité
La ductilité est la capacité d'un métal à se déformer avant de se briser. En ce sens, il s’agit d’une propriété mécanique totalement opposée à la fragilité.
La ductilité peut être donnée en pourcentage d'allongement maximal ou en réduction de surface maximale.
Une manière élémentaire d’expliquer la ductilité d’un matériau peut consister en sa capacité à être transformée en fil ou en fil. Le cuivre est un métal hautement ductile (Guru, 2017).
6- élasticité
L'élasticité qui définit la capacité d'un métal à reprendre sa forme après avoir été soumise à une force externe.
En général, les métaux ne sont pas très élastiques, c'est pourquoi il est fréquent qu'ils présentent des bosses ou des traces de coups qui ne se rétabliront jamais.
Quand un métal est élastique, on peut également dire qu'il est élastique car il est capable d'absorber de l'énergie élastique qui provoque une déformation.
7- ténacité
La ténacité est le concept parallèle opposé à la fragilité, car il désigne la capacité d'un matériau à résister à l'application d'une force externe sans se rompre.
Les métaux et leurs alliages sont généralement tenaces. C'est le cas de l'acier, dont la ténacité lui permet d'être adapté aux applications de construction nécessitant des charges élevées sans se rompre.
La ténacité des métaux peut être mesurée à différentes échelles. Dans certains tests, des forces relativement faibles sont appliquées sur un métal, telles que des chocs ou des chocs légers. À d'autres moments, il est courant que des forces plus importantes soient appliquées.
Dans tous les cas, le coefficient de ténacité d'un métal sera donné dans la mesure où il ne présente aucun type de rupture après avoir été soumis à un effort.
8- rigidité
La rigidité est une propriété mécanique des métaux. Cela se produit lorsqu'une force externe est appliquée sur un métal et que celui-ci doit développer une force interne pour le supporter. Cette force interne s'appelle le "stress".
De cette manière, la rigidité est la capacité d'un métal à résister à la déformation lors de la présence de contraintes (Chapitre 6. Propriétés mécaniques des métaux, 2004).
9- Variabilité des propriétés
Les tests des propriétés mécaniques des métaux ne donnent pas toujours les mêmes résultats, cela est dû aux modifications possibles du type d'équipement, de procédure ou d'opérateur utilisé lors des tests.
Cependant, même lorsque tous ces paramètres sont contrôlés, il y a une petite marge dans la variation des résultats des propriétés mécaniques des métaux.
En effet, le processus de fabrication ou d’extraction des métaux n’est pas toujours homogène.
Par conséquent, les résultats lors de la mesure des propriétés des métaux peuvent être altérés.
Afin d'atténuer ces différences, il est recommandé d'effectuer plusieurs fois le même test de résistance mécanique sur le même matériau, mais sur des échantillons différents sélectionnés au hasard.
