 Les matériaux métalliques solides sont
ctistallins pour ce qui concerne leur structure. Les atomes élémentaires, réunis ensemble
pour former le matériau de base, sont arrangés selon un ordonnancement
tridimensionnel régulier et répétitif. Les alliages de cuivre, comme la plupart
des cristaux, sont polycristallins. Ils sont composés d’un agrégat de
cristaux joints à leurs limites. Les agregats de cristaux unitaires sont
désignés comme grains et les joints des limites de grains sont appelés joints de grains.
La grosseur de grain est contrôlée par les recuissons
intermédiaires. Le métal est chauffé à une température supérieure à sa
température de recristallisation. À cette température, les atomes de la
structure cristalline distordue du travail à froid utilisent l’énergie du
travail à froid emmagasinée dans le réseau cristallin plus l’énergie
absorbé du chauffage pour donner de nouvelles figures cristallines nucléées
mieux ordonnée. Ces nouveaux grains sont ensuite capables d’absorber de
nouvelles quantités de travail à froid. La taille des nouveaux grains
dépend de la température de recuisson, de sa durée, de la quantité
précédente de travail à froid et de la taille des grains issus de la
recuisson précédente. La mesure de la grosseur de grains s’explique par l’hypothèse
que le métal ouvré entièrement recuit, la morphologie des grains est équiaxe ;
la taille apparente de chaque grain est globalement la même sous tous les
axes de mesure. En réalité, une structure métallique est un agrégat de
grains de tailles et de formes variées. La grosseur de grain est une
estimation de la taille moyenne et est donnée en millimètres (voir ASTM
E112).
Aspects
des grosseurs de grains :
Résistance mécanique
:
Les grains plus fins donnent des fils de plus petite élongation et de
plus hautes propriétés mécaniques.
Directionnalité :
La directionnalité des grains apparaît lorsque le métal est écroui dans
une direction à froid entre les recuissons et la directionnalité (courbures
nobles) peut ête réduite par des grosseurs de grains plus fines.
Aptitude à la
déformation :
Les joints de
grains empêchent l’écoulement plastique. Plus les grains sont gros, moins
il y a de joints de grains et plus le potentiel de déformation est élevé.
Aspect de surface :
Les glissements dans la structure réticulaire résultant du travail à
froid causent une irrégularité de surface (peau d’orange), Plus les
grains sont fins, plus la surface écrouie à froid est lisse. |
