THERMAL SOFTENING EFFECTS IN TYPE 224 CARBON STEEL

Résumé
Des travaux ont été entrepris sur le comportement en compression d'un acier au carbone 224 (0,18 % ; 1,25 % Mn) dans l'intervalle de température (-110°C, + 300°C) et la gamme de vitesse de déformation 10^-4s^-1 à 5000 s^-1 rendant possible la détermination de la sensibilité thermique de ce matériau. Dans plusieurs essais, un thermocouple a été installé au sein du petit échantillon cylindrique afin d'apprécier une augmentation éventuelle de température lors de la compression. Pour de faibles vitesses de déformation aucune augmentation appréciable de température n'a été observée alors qu'au delà de 4 s^-1 des accroissements ont été mesurés, conformément aux prévisions fondées sur un comportement adiabatique. En combinant, pour des essais particuliers, la sensibilité thermique avec l'élévation calculée de température, nous avons pu déterminer la réduction de la contrainte d'écoulement imputable à l'adoucissement adiabatique. Cette réduction peut atteindre 20 % de la contrainte d'écoulement en compression à basse température d'essai, et peut rendre compte de la convergence et du recouvrement des courbes contrainte-déformation à grande vitesse de déformation avec celles obtenues dans des conditions quasi-statiques.

Abstract
An extensive investigation has been carried out on the compressive mechanical behaviour of type 224-carbon steel (0.18 wt % C, 1.21 wt % Mn) over the temperature range -110°C to +300°C and strain-rate 10^-4 to 5000s^-1, making possible the determination of the thermal sensitivity of this material. In several tests, a thermocouple was mounted inside each small cylindrical specimen to observe any temperature variation during compression. For low strain-rates (< 10^-2s^-1) no appreciable temperature rise was observed, while at rates above 4s^-1 temperature rises were measured which agree with predictions based on adiabatic behaviour. Combining the measured thermal sensitivity with the predicted temperature rise for particular tests has allowed the reduction in flow stress ascribable to adiabatic softening to be determined. This reduction can be as high as 20% of the flow stress in low ambient temperature compression, and can account for the convergence and overlapping of the stress/strain curves at high strain rates with those obtained under quasistatic conditions.