Orientation et alignement des grains : pendant le processus de forgeage, le métal est soumis à une pression et une température élevées, ce qui entraîne l'alignement de la structure des grains dans la direction de la force appliquée. Cet alignement améliore les propriétés mécaniques des barres forgées, notamment en termes de résistance à la traction et de résistance aux chocs. Lorsque les grains sont alignés sur la longueur de la barre, ils offrent une résistance supérieure à l'allongement et à la déformation sous des forces de traction, ce qui rend les barres plus capables de résister aux contraintes et charges opérationnelles dans diverses applications.
Granulométrie : Le processus de forgeage affine la structure du grain, conduisant à une granulométrie plus petite et plus uniforme. Des granulométries plus petites sont bénéfiques car elles augmentent la résistance et la ténacité du matériau. Cela est dû au fait que les grains plus petits entravent le mouvement des dislocations, qui sont des défauts du réseau cristallin qui facilitent la déformation plastique. Une structure à grains plus fins se traduit par une résistance accrue (telle que décrite par la relation Hall-Petch) et une meilleure résistance à la fatigue, ce qui se traduit par une résistance plus élevée à l'usure et à la rupture dans des conditions de chargement cyclique.
Flux de grains : Le forgeage favorise un flux de grains continu et homogène dans tout le matériau, réduisant ainsi la présence de points faibles et de discontinuités. Ce flux ininterrompu de grains minimise l'impact des joints de grains, qui peuvent autrement agir comme des concentrateurs de contraintes et conduire à une défaillance prématurée. Le résultat est une barre forgée avec une résistance à la fatigue améliorée et une plus grande intégrité structurelle, ce qui est crucial pour les applications soumises à des environnements dynamiques et à fortes contraintes.
Élimination de la porosité et des inclusions : les températures et pressions élevées impliquées dans le forgeage aident à fermer les vides internes et à expulser les inclusions non métalliques qui pourraient être présentes dans la matière première. Ces inclusions et porosités peuvent agir comme des élévateurs de contraintes et des sites de nucléation pour les fissures. En éliminant ces imperfections, les barres forgées atteignent un niveau plus élevé d'uniformité et de fiabilité. Cela se traduit par des performances supérieures, car le matériau est moins susceptible de subir des défaillances inattendues dues à des faiblesses internes.
Propriétés uniformes : les barres forgées présentent généralement des propriétés mécaniques plus constantes que celles produites par moulage ou usinage. En effet, le processus de forgeage affine efficacement la microstructure et réduit les incohérences des matériaux. L'uniformité des propriétés mécaniques qui en résulte, telles que la résistance à la traction, la dureté et la ductilité, garantit que les barres forgées fonctionnent de manière prévisible et fiable dans des applications exigeantes. Cette uniformité est essentielle pour les applications nécessitant des caractéristiques de matériaux précises et cohérentes, contribuant à la durabilité et à l'efficacité globales des composants.
