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Le forgeage à très basse température peut entraîner plusieurs effets néfastes sur le matériau traité et sur la qualité globale du produit forgé. À basse température, les métaux perdent leur ductilité et deviennent plus cassants, ce qui les rend sujets à la fissuration et à la fracture pendant le processus de forgeage. En effet, la structure atomique du métal devient moins mobile, ce qui réduit sa capacité à se déformer plastiquement. De plus, le forgeage à basse température peut entraîner une mauvaise finition de surface, une augmentation des contraintes résiduelles et une déformation inhomogène, ce qui peut compromettre les propriétés mécaniques et l'intégrité structurelle du produit final. L'énergie requise pour le forgeage augmente également à des températures plus basses, car il faut plus de force pour atteindre le même niveau de déformation. Dans l’ensemble, le forgeage à très basse température est généralement évité pour garantir la production de composants de haute qualité et sans défaut.

Points clés expliqués :

1. Perte de ductilité et fragilité accrue:

   • À basse température, les métaux perdent leur ductilité et deviennent plus cassants. En effet, l’énergie thermique disponible pour les atomes est insuffisante pour faciliter le mouvement des dislocations, essentiel à la déformation plastique.
   • La fragilité accrue rend le matériau plus susceptible à la fissuration et à la fracture pendant le processus de forgeage, en particulier dans des conditions de contraintes élevées.

2. Risque de fissuration et de fracture:

   • La capacité réduite du métal à se déformer plastiquement à basse température augmente le risque de fissuration et de fracture. Ceci est particulièrement problématique dans les opérations de forgeage complexes où le matériau est soumis à des contraintes de traction importantes.
   • Les fissures peuvent se propager plus facilement dans les matériaux fragiles, entraînant une défaillance catastrophique du composant forgé.

3. Mauvaise finition de surface:

   • Le forgeage à basse température peut entraîner une mauvaise finition de surface en raison d'un écoulement plastique insuffisant. La surface peut devenir rugueuse et inégale, nécessitant des opérations de finition supplémentaires pour obtenir la qualité souhaitée.
   • Dans certains cas, des défauts de surface tels que des chevauchements et des plis peuvent également apparaître, dégradant encore davantage la qualité de la surface.

4. Augmentation des contraintes résiduelles:

   • Le forgeage à basse température peut conduire au développement de contraintes résiduelles élevées au sein du matériau. Ces contraintes surviennent parce que le matériau est incapable de s'adapter pleinement à la déformation, ce qui entraîne des contraintes internes.
   • Les contraintes résiduelles peuvent avoir un impact négatif sur les propriétés mécaniques du composant forgé, telles que sa résistance à la fatigue et à la fissuration par corrosion sous contrainte.

5. Déformation inhomogène:

   • À basse température, la déformation du matériau peut devenir inhomogène, ce qui signifie que différentes régions du matériau se déforment à des degrés différents. Cela peut entraîner des propriétés mécaniques inégales et des incohérences structurelles dans le produit final.
   • Une déformation inhomogène peut également conduire à la formation de défauts internes, tels que des vides et des inclusions, qui peuvent compromettre l'intégrité de la pièce forgée.

6. Besoins énergétiques accrus:

   • Le forgeage à basse température nécessite plus d’énergie car le matériau est plus dur et moins malléable. Cela signifie qu’une force plus importante est nécessaire pour atteindre le même niveau de déformation qu’à des températures plus élevées.
   • Les besoins énergétiques accrus peuvent entraîner des coûts opérationnels plus élevés et peuvent également exercer une pression supplémentaire sur les équipements de forgeage.

7. Impact sur les propriétés mécaniques:

   • Les propriétés mécaniques du composant forgé, telles que la résistance à la traction, la ténacité et la dureté, peuvent être affectées par le forgeage à basse température. Le matériau peut devenir trop dur et cassant, réduisant ainsi ses performances globales en service.
   • Dans certains cas, le matériau peut ne pas répondre aux spécifications requises, nécessitant un traitement thermique supplémentaire ou d'autres processus de post-forgeage pour restaurer ses propriétés.

En résumé, le forgeage à très basse température n'est généralement pas recommandé en raison du risque accru de fissuration, de mauvais état de surface, de contraintes résiduelles et de déformation inhomogène. Ces problèmes peuvent conduire à la production de composants défectueux aux propriétés mécaniques compromises. Par conséquent, il est essentiel de maintenir des températures de forgeage appropriées pour garantir la production de produits forgés de haute qualité et sans défauts.

Tableau récapitulatif :

Effet	Description
Perte de ductilité	Les métaux deviennent cassants, augmentant ainsi le risque de fissuration et de fracture.
Fissuration et fracture	Une déformation plastique réduite conduit à une plus grande susceptibilité à la fissuration sous contrainte.
Mauvaise finition de surface	Un écoulement plastique insuffisant entraîne des surfaces rugueuses et inégales et des défauts potentiels.
Augmentation des contraintes résiduelles	Des contraintes internes élevées se développent, ayant un impact négatif sur les propriétés mécaniques.
Déformation inhomogène	Une déformation inégale provoque des incohérences structurelles et des défauts internes.
Besoins énergétiques accrus	Il faut davantage de force, ce qui augmente les coûts opérationnels et met à rude épreuve les équipements.
Impact sur les propriétés mécaniques	Les composants peuvent devenir trop durs et cassants, réduisant ainsi leurs performances et nécessitant un post-traitement.

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