Adloun

sciences industrielles (PTSI) · Chapitre 11 · Application directe du cours

Fibrage des pièces forgées

Procédés de Fabrication et d'Obtention des Pièces · niveau 1 (application)

Énoncé

Pièce métallique (procédé de deuxième année, présenté en introduction). Expliquer pourquoi une bielle forgée présente une résistance en fatigue bien supérieure à celle de la même bielle usinée dans la masse d'un bloc laminé. Quelle règle de conception en tirer ?

Corrigé

Un bloc laminé n'est pas homogène à l'échelle de la pièce : le laminage étire dans sa direction les inclusions et les hétérogénéités du métal, qui forment des lignes de fibrage parallèles. Usiner la bielle dans ce bloc coupe ces lignes au contour de la pièce : au pied, à la tête et dans les congés, leurs extrémités débouchent en surface, précisément là où la flexion et la traction alternées sont maximales. Chacune est une amorce possible de fissure de fatigue.

Le forgeage, lui, déforme le métal sans l'enlever : les lignes de fibrage suivent le contour de la pièce, continues du pied à la tête, et aucune ne débouche dans les zones sollicitées. La fissure de fatigue doit alors s'amorcer à travers les fibres, ce qui demande des contraintes plus élevées : la limite d'endurance de la bielle forgée est supérieure.

Règle de conception : orienter le fibrage selon les contraintes principales de la pièce, comme on oriente les fibres d'un composite ; c'est ce que fait le forgeage, et ce que l'usinage dans la masse défait.

Les lignes de fibrage (schéma) : coupées au contour de la pièce usinée, continues le long du contour de la pièce forgée.

Exercices semblables

Le cours du chapitre · Tous les exercices du chapitre