Ténacité

La capacité d’un métal à se déformer plastiquement et à absorber l’énergie au cours du processus avant la rupture est appelée ténacité. L’accent de cette définition doit être mis sur la capacité à absorber l’énergie avant la rupture. Rappelons que la ductilité est une mesure de la déformation plastique d’un matériau avant sa rupture, mais ce n’est pas parce qu’un matériau est ductile qu’il est résistant. La clé de la ténacité est une bonne combinaison de résistance et de ductilité. Un matériau à haute résistance et à haute ductilité sera plus résistant qu’un matériau à faible résistance et à haute ductilité. Par conséquent, l’une des façons de mesurer la ténacité est de calculer l’aire sous la courbe de contrainte-déformation d’un essai de traction. Cette valeur est simplement appelée « ténacité du matériau » et elle est exprimée en unités d’énergie par volume. La ténacité du matériau équivaut à une absorption lente de l’énergie par le matériau.

Il existe plusieurs variables qui ont une influence profonde sur la ténacité d’un matériau. Ces variables sont :

• Taux de déformation (taux de chargement)
• Température
• Effet d’entaille

Un métal peut posséder une ténacité satisfaisante sous des charges statiques mais peut céder sous des charges dynamiques ou des impacts. En règle générale, la ductilité et, par conséquent, la ténacité diminuent lorsque le taux de chargement augmente. La température est la deuxième variable à avoir une influence majeure sur sa ténacité. Lorsque la température est abaissée, la ductilité et la ténacité diminuent également. La troisième variable, appelée effet d’entaille, est liée à la distribution de la contrainte. Un matériau pourrait présenter une bonne ténacité lorsque la contrainte appliquée est uniaxiale ; mais lorsqu’un état de contrainte multiaxiale est produit en raison de la présence d’une entaille, le matériau pourrait ne pas résister à la déformation élastique et plastique simultanée dans les différentes directions.

Il existe plusieurs types standard d’essais de ténacité qui génèrent des données pour des conditions de chargement spécifiques et/ou des approches de conception de composants. Trois des propriétés de ténacité qui seront discutées plus en détail sont 1) la ténacité à l’impact, 2) la ténacité à l’entaille et 3) la ténacité à la rupture.