fissure

Un fendage est une fracture ou une déchirure longitudinale qui se propage à travers une pièce, généralement le long du fil ou de la direction des fibres, lorsque les contraintes de traction dépassent la résistance cohésive du matériau. Contrairement à une rupture irrégulière, un fendage s'ouvre généralement proprement le long d'un plan de faiblesse, s'étendant de manière relativement droite et régulière à travers la pièce. C'est un mode de défaillance couramment observé dans le bois, les composites, les pièces moulées et parfois les pièces forgées lorsque les vitesses de refroidissement, l'orientation du grain ou les charges appliquées créent les conditions propices à la croissance des fissures.

Dans le bois et le bois d'œuvre, les fendages se produisent le plus fréquemment pendant le séchage, lorsque la surface extérieure perd de l'humidité et rétrécit plus rapidement que l'intérieur. Ce retrait différentiel crée une contrainte de traction perpendiculaire au fil à la surface, à laquelle le bois ne peut résister; le fendage s'étend radialement du centre vers l'extérieur le long du fil. Les fendages en bout de fil sur les faces sciées des billes et des bois sont particulièrement courants et économiquement significatifs, éliminant parfois 20 pour cent ou plus du matériau utilisable d'une dosse ou d'une planche.

Fendages dans les pièces moulées et forgées

Dans les pièces moulées ferreuses et non ferreuses, les fendages se forment pendant ou peu après la solidification lorsque la contrainte de traction due à la contraction thermique ou à la contrainte du moule dépasse la résistance du métal en refroidissement. La fonte grise est particulièrement sujette au fendage car elle est fragile à des températures plus basses. Les pièces forgées peuvent se fendre pendant le refroidissement ou sous charge si l'écoulement du grain est mal aligné avec la force appliquée, ou si des défauts internes tels que des inclusions ou des ségrégations agissent comme des sites d'amorçage de fissures. Les fendages par déchirure à chaud, qui se forment pendant les dernières étapes de la solidification, sont un problème chronique dans les lingots d'acier lourds et les pièces moulées en aluminium.

Le terme « fendage » est préféré dans l'usage informel et sur le terrain pour distinguer ces défaillances nettes et directionnelles des « fissures » (qui peuvent se ramifier) et des « fractures » (qui sont des défaillances soudaines et violentes à travers une section). Un fendage implique un défaut qui s'ouvre progressivement sous une contrainte soutenue ou cyclique et suit généralement une faiblesse existante du matériau: joints de grains, alignement des fibres ou champs de contraintes résiduelles.

La prévention dépend du matériau et du contexte. Dans le bois, des programmes de séchage appropriés, le sciage radial et l'étanchéité des extrémités réduisent les fendages de séchage. Dans les pièces moulées et forgées, le contrôle des vitesses de refroidissement, la minimisation de la contrainte du moule, l'optimisation du système de coulée et d'alimentation, et l'amélioration de la structure du grain réduisent tous le risque de fendage. L'inspection par ultrasons, le contrôle par magnétoscopie et les méthodes par courants de Foucault peuvent détecter les fendages avant qu'une pièce ne soit mise en service, bien que les petits fendages de surface dans les pièces moulées soient souvent tolérés s'ils ne dépassent pas les limites de spécification.