Wire Facts: Grain Size

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Les matériaux métalliques sous leur forme solide sont cristallins dans leur structure. Les atomes élémentaires réunis pour former le matériau de base sont arrangés selon une strucure tridimensionnelle répétitive et régulière. Les alliages de cuivre ont une structure polycristalline comme la plupart des métaux. ils sont composés d’aggrégats de cristaux réunis par des joints. Les aggrégats cristallins unitaires sont appelés grains et leur jonction nommée joints de grains.

La granulométrie est contrôlée lors du processus de recuisson. Le métal est chauffé à une température excédant sa température de recristallisation. À cette température les atomes dont les arrangements cristallins ont été distordus par le travail à froid utilisent l’énergie accumulée dans le réseau cristallin plus l’énergie absorbée par l’échauffement pour nucléer suivant de nouveaux arrangements cristallins. Ces nouveaux grains ont l’aptitude d’absorber de nouveaux montants de travail à froid. La taille des nouveaux grains dépend de la température de recuisson, de sa durée, du montant de travail à froid la précédant et de la taille des grains résultant des recuissons antérieures. La mesure de la taille des grains présuppose l’hypothèse de l’homogénéité du métal travaillé pleinement recuit ; la taille apparente de chaque grain est considérée la même sous tous les angles d’observation. En réalité, une structure métallique est un agrégat de grains de Taille et de forme variable. La taille des grains est une estimation des dimensions moyennes et est donnée en millimètres (voir ASTM E112).

Considérations sur la taille des grains :

  • Résistance mécanique
  • Les grains plus fins produisent des fils de moindre élongation et de plus hautes propriétés mécaniques.
  • Directionnalité
  • La directionnalité des grains apparaît lorsque le métal est travaillé à froid dans une direction entre recuissons.  La directionnalité (Good Way Bends) peut être minimisée par des grains de taille fine.
  • Malléabilité
  • Les Joints de grains empêchent la fluence plastique. Plus grande est la taille des grains, moins sont présents les joints de grains et plus est important le potentiel de déformation. 
  • État de surface
  • Les glissements au sein d’une structure réticulaire de grains résultant du travail à froid causent une rugosité de surface (peau d’orange). Les grains plus fins entraînent une surface douce lors du travail à froid.

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