L’écrouissage est un processus dans lequel les métaux durcissent lorsqu’ils sont fléchis mécaniquement. L’écrouissage est un processus qui a lieu dans le réseau cristallin d’un matériau. Cette forme de durcissement est utile pour augmenter la résistance des métaux qui ne peuvent pas être durcis par des traitements thermiques. Cependant, de nombreux métaux et alliages qui peuvent être durcis à chaud peuvent également être écrouis. L’écrouissage, également appelé écrouissage, peut être appliqué à dessein en tant que processus de durcissement lors de la formation de pièces ou se produire involontairement lors d’un usinage ou d’un fonctionnement anormal.
Avant l’écrouissage, les matériaux présentent généralement une structure cristalline uniformément répartie et sans défaut. Lorsque le matériau est soumis à des contraintes mécaniques, des défauts microscopiques appelés dislocations se forment dans la structure cristalline. Si la contrainte persiste, ces dislocations se propagent et interagissent les unes avec les autres, formant de nouvelles structures internes qui résistent à une déflexion supplémentaire. Ces formations – ou points d’ancrage – augmentent la limite d’élasticité des matériaux, ou leur capacité à résister aux contraintes, avec une diminution ultérieure de la ductilité ou de la douceur. L’un des moyens les plus courants d’amorcer intentionnellement le processus d’écrouissage consiste à former à froid des pièces.
Comme mentionné précédemment, l’écrouissage peut être un processus souhaitable ou indésirable. Lorsque l’écrouissage est un résultat final recherché, le travail à froid ou le formage de pièces est l’un des moyens les plus efficaces d’y parvenir. Ceci est particulièrement utile lors du travail des métaux qui ne peuvent pas être durcis à chaud. Ceux-ci comprennent l’acier à faible teneur en carbone, l’aluminium et le cuivre pur. Lorsque ces métaux sont comprimés, étirés, pliés ou martelés lors du formage, les contraintes mises en jeu induisent la formation des dislocations cristallines qui durcissent le matériau.
Un écrouissage indésirable se produit lorsque des matériaux ductiles ou mous sont mal usinés ou trop fléchis au cours de leurs cycles de travail. Si, pendant l’usinage, la pièce est exposée à des coupes trop profondes, la contrainte résultante peut provoquer la formation de dislocations cristallines avec un durcissement résultant. Ce durcissement intempestif peut alors empêcher un usinage ultérieur ou même endommager les mèches de l’outil. Lorsque des pièces ductiles sont usinées, les mèches d’outils doivent être avancées avec précaution pour éviter un écrouissage indésirable.
Les pièces métalliques qui sont fléchies au-delà de leurs paramètres de conception pendant le travail régulier peuvent également subir un certain écrouissage. Les petites déflexions au sein de ces paramètres sont facilement absorbées par un matériau qui revient à sa forme d’origine sans aucune modification de sa structure interne. Cependant, lorsqu’il est fléchi au-delà de ces limites, le processus de formation de dislocation commence et le matériau durcit. Cela provoque une résistance résultante à toute flexion, ce qui peut conduire à une éventuelle fissuration ou fracturation de la pièce.