Quelques potentialités de l'essai de nanoindentation. Cas du nickel polycristallin et électrodéposé : interprétation du module d'indentation, de la dureté, des effets d'échelle et des paramètres d'identification inverse

P. Delobelle; F. Richard; M. Qasmi

doi:doi:10.1051/mattech/2009006

Matériaux & Techniques 96, 83-94 (2008) Hors Série
DOI: 10.1051/mattech/2009006

Quelques potentialités de l'essai de nanoindentation. Cas du nickel polycristallin et électrodéposé : interprétation du module d'indentation, de la dureté, des effets d'échelle et des paramètres d'identification inverse

P. Delobelle, F. Richard et M. Qasmi

FEMTO-ST, Département de Mécanique Appliquée (LMARC), UMR CNRS 6174, Université de Franche-Comté, 24 chemin de l'Epitaphe, 25000 Besançon, France

Texte reçu le 27 janvier 2009 ; accepté le 6 février 2009 ; publié en ligne le 27 mars 2009

Abstract - Some potentialities of the nanoindentation test. Case of polycrystalline and electroplated nickel: interpretation of the indentation modulus, of the hardness, of the size effects and of the parameters of the inverse identification. The aim of this paper is an investigation at the nanoscale and thanks to nanoindentation tests, of the elasto-plastic properties of polycrystalline hardened and annealed nickel with large grains, and electroplated nickel deposited on four different substrates under different current densities. We focussed the analysis on the interpretation, as the function of the grain orientation, the hardening and the diameter of the nanocrystallite colonies, the values of the indentation modulus $M_{\langle hkl \rangle}$ , of the hardness $H_{b \langle hkl \rangle}$ and of the associated size effects (existence of an internal length $h^\ast_{\langle hkl \rangle}$ ), and at last of the values of the parameters determined by inverse F.E. analysis of the indentation curves.

Résumé - On étudie avec l'essai de nanoindentation Berkovich instrumenté et en utilisant la technique de mesure de la rigidité en continu, les propriétés mécaniques locales du nickel polycristallin recuit et écroui à gros grains et du nickel électrodéposé sur plusieurs substrats et pour différentes densités de courant. On focalise notre analyse sur l'interprétation, en fonction de l'orientation des grains, du degré d'écrouissage et du diamètre des colonies de nanocristaux, des valeurs du module d'indentation $M_{\langle hkl \rangle}$ , de la dureté $H_{b \langle hkl \rangle}$ et des effets d'échelle associés, à savoir l'existence de longueurs internes $h_{\langle hkl \rangle}^\ast$ , ainsi que sur les paramètres d'identification inverse par Eléments Finis des courbes d'indentation.

Key words: Nanoindentation -- nickel -- indentation modulus -- hardness -- size effects -- inverse identification

Mots clés : Nanoindentation -- nickel -- module d'indentation -- dureté -- effet d'échelle -- identification inverse

© EDP Sciences 2009