écrouissage

L'écrouissage est la déformation plastique du métal réalisée à des températures bien inférieures au point de recristallisation, généralement à température ambiante ou légèrement plus élevée. Le métal est forcé dans de nouvelles formes par pression mécanique: laminage, tréfilage, emboutissage, pliage ou forgeage. Contrairement au travail à chaud, qui repose sur la chaleur pour ramollir le matériau, l'écrouissage ne dépend que de la force mécanique pour dépasser la limite d'élasticité et déplacer les atomes vers de nouvelles positions permanentes.

Lorsque le métal subit un écrouissage, sa structure granulaire est déformée et la densité de dislocations augmente considérablement. Cet effet d'écrouissage (ou de durcissement par déformation) rend le métal plus résistant et plus dur, mais aussi plus cassant. Une tige d'acier doux tréfilée pour réduire son diamètre gagne en résistance à la traction mais perd en ductilité. Une tôle d'aluminium passée dans des laminoirs à froid en ressort plus fine, plus résistante et moins capable de se plier sans se fissurer. Le degré de durcissement dépend de l'ampleur de la déformation, mesurée en pourcentage de réduction de surface ou d'épaisseur.

L'écrouissage est choisi pour sa précision, la qualité de sa surface et son efficacité économique dans les séries de production. L'emboutissage de tôles, l'acier en bande laminé à froid, le fil tréfilé et les tubes formés à froid exploitent tous ces avantages. Le processus ne nécessite pas de four, pas de temps de chauffage, et produit des pièces avec des tolérances dimensionnelles serrées et des surfaces propres. Cependant, l'équipement doit être puissant et rigide, car le métal non déformé résiste fortement. Les matrices et les rouleaux s'usent rapidement et doivent être remplacés fréquemment.

Un écrouissage sévère rend finalement le métal trop dur et cassant pour être déformé davantage sans se fracturer. À ce stade, le matériau doit être recuit (chauffé à ou au-dessus de la température de recristallisation, puis refroidi) pour restaurer la ductilité et permettre un formage ultérieur. Ce cycle d'écrouissage et de recuit est courant dans le tréfilage, la fabrication de tubes et l'emboutissage profond. Chaque cycle ajoute de la résistance et réduit la section transversale; chaque recuit réinitialise le processus d'écrouissage.

L'écrouissage est fondamental pour la métallurgie moderne. Il produit la grande majorité des tôles, bandes et barres utilisées dans l'industrie. Le compromis entre le gain de résistance et la fragilité, ainsi que la nécessité d'un recuit périodique, définissent le rythme de la plupart des usines de fabrication métallique. Comprendre la déformation qu'un alliage donné peut tolérer avant qu'un recuit ne devienne nécessaire est essentiel pour le contrôle des processus et la gestion des coûts.