Propriétés mécaniques essentielles que tout ingénieur mécanique doit maîtriser

Propriétés mécaniques des matériaux

Les propriétés mécaniques des matériaux définissent leur comportement sous l'action de forces extérieures appelées charges.

Elles mesurent la résistance et la durabilité en service et sont cruciales pour la conception d'outils, machines et structures.

Les propriétés mécaniques des métaux sont déterminées par leur domaine d'utilité et définissent le service attendu.

Elles aident aussi à spécifier et identifier les métaux. Les plus courantes : résistance, dureté, ductilité, fragilité, ténacité, rigidité, résistance aux chocs.

Liste des propriétés mécaniques des matériaux

Voici les 13 propriétés mécaniques fondamentales :

1. Résistance (Strength)
2. Élasticité (Elasticity)
3. Plasticité (Plasticity)
4. Dureté (Hardness)
5. Ténacité (Toughness)
6. Fragilité (Brittleness)
7. Rigidité (Stiffness)
8. Ductilité (Ductility)
9. Malléabilité (Malleability)
10. Cohésion (Cohesion)
11. Résistance aux chocs (Impact strength)
12. Fatigue (Fatigue)
13. Fluage (Creep)

#1 Résistance (Strength)

• Propriété permettant à un métal de résister à la déformation sous charge
• Capacité à résister à la destruction sous l'action de charges extérieures
• Plus le matériau est résistant, plus la charge supportée est grande

#2 Élasticité (Elasticity)

• Capacité d'un objet ou matériau à reprendre sa forme initiale après étirement ou compression
• Sous charge, le matériau se déforme
• L'élasticité est le pouvoir de revenir à sa position d'origine après déformation quand la contrainte/charge est libérée
• Ressorts traités thermiquement, caoutchouc : bons exemples de matériaux élastiques

#3 Plasticité (Plasticity)

• Capacité d'un matériau à subir une déformation permanente sans rupture (fragile)
• La déformation plastique ne survient qu'après dépassement de la limite élastique
• Manifestations : limite d'écoulement, écoulement plastique, fluage
• Argile, plomb : plastiques à température ambiante ; acier : plastique au rouge vif

#4 Dureté (Hardness)

• Résistance d'un matériau à la pénétration ou au poinçonnement
• Capacité à résister au rayage, abrasion, coupe, pénétration
• Indique le degré de dureté qu'on peut conférer, surtout à l'acier, par trempe
• Détermine la profondeur et la distribution de dureté introduite par la trempe

#5 Ténacité (Toughness)

• Propriété permettant de résister aux chocs ou impacts
• La ténacité est la condition opposée à la fragilité
• Peut être considérée comme combinaison de résistance et plasticité
• Acier au manganèse, fer forgé, acier doux : exemples de matériaux tenaces

#6 Fragilité (Brittleness)

• Propriété d'un matériau qui se rompt plutôt que de se déformer plastiquement
• Fonte, verre : matériaux fragiles
• Cassent au lieu de plier sous choc ou impact
• Généralement : haute résistance à la compression, faible en traction

#7 Rigidité (Stiffness)

• Propriété mécanique
• Résistance d'un matériau à la déformation élastique ou à la déflexion
• En rigidité, un matériau qui se déforme peu sous charge a un haut degré de rigidité
• La rigidité d'une structure est importante en ingénierie ; le module d'élasticité est souvent une propriété primaire pour le choix du matériau

#8 Ductilité (Ductility)

• Propriété permettant d'être étiré en fil mince
• Acier doux, cuivre, aluminium : bons exemples de matériaux ductiles

#9 Malléabilité (Malleability)

• Propriété permettant d'être martelé ou laminé en feuilles de diverses tailles et formes
• Aluminium, cuivre, étain, plomb : métaux malléables

#10 Cohésion (Cohesion)

• Propriété mécanique
• Propriété d'un corps solide par laquelle il résiste à la fragmentation

#11 Résistance aux chocs (Impact Strength)

• Capacité d'un métal à résister à des charges appliquées soudainement

#12 Fatigue (Fatigue)

• Effet à long terme de sollicitations répétées causant la déformation ou la rupture du matériau
• Terme « fatigue » décrivant l'endommagement sous forces appliquées répétitivement

#13 Fluage (Creep)

• Déformation lente et progressive d'un matériau dans le temps sous contrainte constante
• Type le plus simple : écoulement visqueux
• Métaux : fluage généralement à haute température ; plastiques, caoutchouc, matériaux amorphes : très sensibles à la température
• Force pour un taux de déformation donné à température constante = résistance au fluage (creep strength)

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Conclusion

Nous espérons avoir clarifié les propriétés des métaux. Pour toute question sur les propriétés mécaniques des matériaux, contactez-nous ou commentez.

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