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Concept
Fragilité
Résumé
thumb|Comportements à la rupture en essai de traction: (a) fragile, (b) ductile et (c) complètement ductile.
Un matériau solide est fragile s'il se fracture dès que sa limite d'élasticité est atteinte. La fragilité s'oppose à la ductilité. Il ne faut confondre fragile avec peu tenace qui signifie que le matériau résiste peu à la propagation de fissures.
Dans l'usage courant et notamment en métallurgie, on parle de matériau fragile quand on a une faible déformation à la rupture, une faible ténacité et une faible énergie de rupture. En effet, lorsqu'on franchit la température de transition fragile-ductile, allongement à la rupture, ténacité et énergie de rupture diminuent tous ensemble. Mais on ne peut pas généraliser l'idée à tous les matériaux : un matériau peut très bien avoir une plus petite ténacité mais une plus grande énergie de rupture qu'un autre. Même pour les métaux, la relation ductilité/ténacité ne s'applique pas : l'or est un des métaux les plus ductiles mais est bien moins tenace que la plupart des aciers.
Si on regarde un diagramme d'Ashby de la ténacité, il est assez clair que les matériaux les plus tenaces sont des métaux ductiles. Néanmoins autour de 10 MPa. on trouve à la fois les céramiques techniques et des métaux courants. Il est néanmoins vrai que la grande majorité des céramiques, matériaux fragiles, ont de faibles ténacités et de faibles énergies de rupture, et beaucoup de métaux, ductiles, ont une grande ténacité et une grande énergie de rupture. Dans le langage courant, fragilité et faible ténacité sont donc souvent associées. Mais le développement de nouveaux matériaux fragiles à hautes ténacités amène à devoir faire le distinguo entre ductile et tenace. À une époque où peu de matériaux fragiles mais tenaces existaient s'est développée la mécanique de la rupture et dans cette mécanique l'idée qu'un mode de rupture fragile est un mode de rupture sans déformation plastique. Dans les équations de modèles de la mécanique des milieux continus décrivant la rupture fragile, la valeur de la ténacité importe peu.
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