Ductility and Brittleness

Le module d'Young, noté E, quantifie la rigidité d'un matériau solide. C'est le rapport entre la contrainte de traction ([latex]\sigma[/latex]) et la déformation en extension ([latex]\epsilon[/latex]) dans la région élastique (linéaire) de la courbe contrainte-déformation. Cette relation est définie par la loi de Hooke : [latex]E = \frac{\sigma}{\epsilon}[/latex]. Un module plus élevé indique un matériau plus rigide, ce qui signifie qu'une contrainte plus importante est nécessaire pour une déformation élastique donnée.

Un essai de résistance est une forme d'essai de contrainte où une structure ou un composant est soumis à une charge supérieure à sa charge de service normale, mais inférieure à sa charge de rupture prévue. L'objectif est de démontrer l'aptitude à l'emploi et de détecter les défauts de fabrication sans endommager un élément correctement fabriqué, vérifiant ainsi son intégrité structurelle.

La fragilisation par l'hydrogène (HE) est un processus par lequel les métaux, notamment les aciers à haute résistance, deviennent cassants et se fracturent après exposition à l'hydrogène. L'hydrogène atomique diffuse dans le réseau métallique et réduit sa ductilité et sa capacité de charge. Les principaux mécanismes proposés incluent la décohésion favorisée par l'hydrogène (HEDE), qui affaiblit les liaisons atomiques, et la plasticité localisée favorisée par l'hydrogène (HELP), qui facilite le mouvement des dislocations et la rupture localisée.

Le procédé chloralcalin est une méthode industrielle d'électrolyse d'une solution de chlorure de sodium (NaCl), appelée saumure. Il constitue la principale source de production de chlore (Cl₂), d'hydroxyde de sodium (NaOH) et d'hydrogène (H₂), des produits chimiques de base essentiels. Les méthodes modernes utilisent une cellule à membrane pour séparer les produits anodiques et cathodiques, garantissant ainsi une pureté et une efficacité élevées.

Le soudage exothermique, également appelé soudage aluminothermique, est une technique qui utilise le métal en fusion surchauffé issu d'une réaction aluminothermique pour créer une liaison moléculaire solide et permanente entre les composants métalliques. Ce procédé est autonome et ne nécessite aucune source d'énergie externe. Il est notamment utilisé pour assembler des sections de voies ferrées en rails soudés continus, créant ainsi une voie plus lisse et plus durable.

L'oxycoupage, ou découpage à la flamme, découpe les métaux ferreux par un processus d'oxydation rapide et exothermique. Tout d'abord, une flamme de préchauffage porte la surface de l'acier à sa température d'allumage (environ 870 °C ou 1600 °F). Un jet à haute pression d'oxygène pur est ensuite dirigé sur le point, déclenchant une réaction chimique, [latex]3Fe + 2O_2 \rightarrow Fe_3O_4[/latex], qui forme de l'oxyde de fer fondu (laitier) et libère de la chaleur.

Les bouteilles de gaz pour le soudage oxygaz stockent des gaz ou d'autres gaz industriels ou médicaux à très haute pression. Un détendeur est essentiel pour réduire cette pression à une pression de travail sûre et utilisable. Un détendeur à deux étages effectue cette réduction en deux étapes, assurant une pression de distribution très constante, même lorsque la pression de la bouteille chute à l'usage. Cela garantit un débit stable, et donc une flamme stable, pour une qualité de soudure constante.

La passivation est le processus par lequel un matériau devient « passif », c'est-à-dire moins affecté par les facteurs environnementaux tels que la corrosion. Elle implique la formation spontanée d'un film superficiel très fin et non réactif qui agit comme une barrière et protège le matériau de toute nouvelle attaque. Ce film est généralement une couche d'oxyde ou de nitrure de quelques nanomètres d'épaisseur.

Un essai hydrostatique est un type spécifique d'épreuve d'étanchéité pour les appareils sous pression tels que les canalisations, les chaudières et les bouteilles de gaz. L'appareil est rempli d'un liquide quasi incompressible, généralement de l'eau, et pressurisé à une pression d'essai spécifiée. Cette méthode est préférée aux essais pneumatiques car elle nécessite moins de dégagement d'énergie pour atteindre la même pression, ce qui la rend nettement plus sûre en cas de rupture.

La limite d'élasticité, ou limite d'élasticité, est la contrainte à laquelle un matériau commence à se déformer plastiquement. Avant cette limite, le matériau se déforme élastiquement et reprend sa forme initiale dès que la contrainte appliquée disparaît. Une fois la limite d'élasticité franchie, une partie de la déformation devient permanente et irréversible. Elle marque la limite du comportement élastique.

Le procédé Hall-Héroult est la principale méthode industrielle de fusion de l'aluminium. Il consiste à dissoudre de l'alumine (oxyde d'aluminium, Al₂O₃) dans de la cryolite fondue (Na₃AlF₆) et à électrolyser le bain de sels fondus. L'aluminium métallique se dépose à la cathode, tandis que l'oxygène de l'alumine réagit avec le carbone de l'anode, produisant du dioxyde de carbone. Ce procédé a permis à l'aluminium d'être largement disponible et abordable.

Formule empirique qui décrit comment la capacité disponible d'une batterie diminue à mesure que le taux de décharge augmente. La loi s'énonce comme suit : [latex]C_p = I^k t[/latex], où [latex]C_p[/latex] est la capacité à un taux de décharge d'un ampère, [latex]I[/latex] est le courant de décharge, [latex]t[/latex] est le temps de décharge, et [latex]k[/latex] est la constante de Peukert, spécifique au type de batterie. Elle quantifie l'inefficacité à des charges élevées.

Le soudage oxy-acétylénique utilise une flamme produite par la combustion de l'acétylène ([latex]C_2H_2[/latex]) avec de l'oxygène pur. La réaction se produit en deux étapes. La réaction primaire dans le cône interne chauffé à blanc est incomplète et produit du monoxyde de carbone et de l'hydrogène : [latex]2C_2H_2 + 2O_2 \rightarrow 4CO + 2H_2[/latex]. Ces gaz chauds réagissent ensuite avec l'oxygène atmosphérique dans l'enveloppe extérieure, achevant ainsi la combustion.

Les propriétés d'une flamme oxyacétylénique sont contrôlées par le rapport volumétrique oxygène/acétylène. Une flamme neutre (rapport ≈ 1,1:1) est la flamme standard pour le soudage de l'acier. Une flamme cémentante ou réductrice (rapport 1,1:1) présente un excès d'oxygène, est plus chaude et est utilisée pour le soudobrasage.