COMPORTEMENT ET ENDOMMAGEMENT SOUS SOLLICITATION MECANIQUE D'UN ACIER AUSTENO-FERRITIQUE MOULE VIEILLI PDF Download
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L'OBJECTIF EST D'ETUDIER PUIS DE MODELISER LE COMPORTEMENT MECANIQUE D'UN ACIER INOXYDABLE AUSTENO-FERRITIQUE. LE VIEILLISSEMENT DE CES ACIERS PAR TRAITEMENT THERMIQUE CONDUIT A UNE FRAGILISATION DE LA FERRITE. LE MATERIAU ETUDIE PRESENTE DES GRAINS BIPHASES DE TAILLE MILLIMETRIQUE, DANS LESQUELS L'AUSTENITE ET LA FERRITE SONT IMBRIQUES. L'ETUDE A PORTE SUR UN MATERIAU VIEILLI 3000 HEURES A 400\C. AFIN DE PRENDRE EN COMPTE LES PHENOMENES PHYSIQUES ET D'INTEGRER LES ETATS MECANIQUES LOCAUX DE CHACUNE DES PHASES, UNE APPROCHE LOCALE EST MENEE TANT POUR L'EXPERIMENTATION QUE POUR LA MODELISATION. L'ETUDE EXPERIMENTALE VISE A CARACTERISER PAR DIFFRACTION DES RAYONS X LE COMPORTEMENT MECANIQUE LOCAL DE L'AUSTENITE ET DE LA FERRITE AU SEIN D'UN GRAIN. LES ETATS DE CONTRAINTE ONT ETE DETERMINES DANS L'AUSTENITE ET LA FERRITE DE PLUSIEURS GRAINS EN CHARGE LORS D'ESSAIS DE TRACTION. CES EXPERIMENTATIONS SONT COUPLEES AVEC DES OBSERVATIONS MICROGRAPHIQUES POUR RELIER L'ETAT DE CONTRAINTES A L'ETAT METALLURGIQUE. AINSI ONT ETE DETERMINEES LES CISSIONS CRITIQUES DE L'AUSTENITE DE LA FERRITE. NOUS AVONS ENSUITE CARACTERISER L'ETAT DE CONTRAINTE DANS LA FERRITE QUI PROVOQUAIT L'APPARITION DE FISSURES DE CLIVAGE. LES RESULTATS OBTENUS ONT PERMIS D'ETABLIR UN CRITERE LOCAL. UN MODELE MICROMECANIQUE POLYCRISTALLIN A ETE DEVELOPPE POUR RENDRE COMPTE DU COMPORTEMENT MECANIQUE MACROSCOPIQUE DU MATERIAU. SON DEVELOPPEMENT S'EST APPUYE SUR LES RESULTATS EXPERIMENTAUX. IL S'AGIT D'UN MODELE AUTOCOHERENT D'UN ENSEMBLE DE GRAINS BIPHASES. LA PRISE EN COMPTE DE L'ENDOMMAGEMENT EST OBTENUE PAR L'INTRODUCTION D'UNE NOUVELLE PHASE QU'EST LA PHASE FISSURE. SON EVOLUTION DEPEND DE LA PLUS GRANDE CONTRAINTE NORMALE AUX PLANS DE CLIVAGE 100. L'IDENTIFICATION DES PARAMETRES DU MODELE S'EST FAITE ENTIEREMENT A L'ECHELLE MICROSCOPIQUE. POUR VALIDER LES CHOIX DE CES PARAMETRES, UNE EPROUVETTE MULTICRISTALLINE REELLE, ETUDIEE PAR DRX, A ETE MODELISEE PAR ELEMENTS FINIS.
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L'OBJECTIF EST D'ETUDIER PUIS DE MODELISER LE COMPORTEMENT MECANIQUE D'UN ACIER INOXYDABLE AUSTENO-FERRITIQUE. LE VIEILLISSEMENT DE CES ACIERS PAR TRAITEMENT THERMIQUE CONDUIT A UNE FRAGILISATION DE LA FERRITE. LE MATERIAU ETUDIE PRESENTE DES GRAINS BIPHASES DE TAILLE MILLIMETRIQUE, DANS LESQUELS L'AUSTENITE ET LA FERRITE SONT IMBRIQUES. L'ETUDE A PORTE SUR UN MATERIAU VIEILLI 3000 HEURES A 400\C. AFIN DE PRENDRE EN COMPTE LES PHENOMENES PHYSIQUES ET D'INTEGRER LES ETATS MECANIQUES LOCAUX DE CHACUNE DES PHASES, UNE APPROCHE LOCALE EST MENEE TANT POUR L'EXPERIMENTATION QUE POUR LA MODELISATION. L'ETUDE EXPERIMENTALE VISE A CARACTERISER PAR DIFFRACTION DES RAYONS X LE COMPORTEMENT MECANIQUE LOCAL DE L'AUSTENITE ET DE LA FERRITE AU SEIN D'UN GRAIN. LES ETATS DE CONTRAINTE ONT ETE DETERMINES DANS L'AUSTENITE ET LA FERRITE DE PLUSIEURS GRAINS EN CHARGE LORS D'ESSAIS DE TRACTION. CES EXPERIMENTATIONS SONT COUPLEES AVEC DES OBSERVATIONS MICROGRAPHIQUES POUR RELIER L'ETAT DE CONTRAINTES A L'ETAT METALLURGIQUE. AINSI ONT ETE DETERMINEES LES CISSIONS CRITIQUES DE L'AUSTENITE DE LA FERRITE. NOUS AVONS ENSUITE CARACTERISER L'ETAT DE CONTRAINTE DANS LA FERRITE QUI PROVOQUAIT L'APPARITION DE FISSURES DE CLIVAGE. LES RESULTATS OBTENUS ONT PERMIS D'ETABLIR UN CRITERE LOCAL. UN MODELE MICROMECANIQUE POLYCRISTALLIN A ETE DEVELOPPE POUR RENDRE COMPTE DU COMPORTEMENT MECANIQUE MACROSCOPIQUE DU MATERIAU. SON DEVELOPPEMENT S'EST APPUYE SUR LES RESULTATS EXPERIMENTAUX. IL S'AGIT D'UN MODELE AUTOCOHERENT D'UN ENSEMBLE DE GRAINS BIPHASES. LA PRISE EN COMPTE DE L'ENDOMMAGEMENT EST OBTENUE PAR L'INTRODUCTION D'UNE NOUVELLE PHASE QU'EST LA PHASE FISSURE. SON EVOLUTION DEPEND DE LA PLUS GRANDE CONTRAINTE NORMALE AUX PLANS DE CLIVAGE 100. L'IDENTIFICATION DES PARAMETRES DU MODELE S'EST FAITE ENTIEREMENT A L'ECHELLE MICROSCOPIQUE. POUR VALIDER LES CHOIX DE CES PARAMETRES, UNE EPROUVETTE MULTICRISTALLINE REELLE, ETUDIEE PAR DRX, A ETE MODELISEE PAR ELEMENTS FINIS.
Author: Jean-Christophe Le Roux Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 250
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Les aciers austéno-ferritiques moulés sont utilisés pour la fabrication de certains composants du circuit primaire des réacteurs à eau pressurisée. Leur utilisation aux températures de service entraine leur fragilisation en raidon de l'apparition d'une phase durcissante dans la ferrite par transformation spinodale. Certaines conditions réelles de fonctionnement sont telles que les aciers en cause sont soumis à des chargements cylindriques. Par conséquent un des citères retenus pour la tenue en service des composants est la résistance à la fatigue. Ce travail s'incrit dans ce cadre. Il a été montré que malgré la macrostructure particulière de ces aciers, le comportement des aciers austéno-ferritiques vieillis sous chargement cylindriques est classique. En effet l'endurance du matériau en fatigue oligocyclique suit une loi de Manson-Coffin. Le durcissement initial est suivi d'un adoucissement attribué en partie à la destruction partielle de compositions. De plus la vitesse de fissuration par la fatigue suit une loi de Paris. L'étude des mécanismes d'endommagement des aciers austéno-ferritiques a montré que l'ammorçage des fissures a lieu préferenctiellement aux abord des retassures de taille millimétrique. La propagation des fissures continue. Elle correspond à des rupture successives d'éléments composés par un îlot de ferrite et un îlot d'austénite (en premier lieu la ferrite se rompt par clivage comme en chargement monotone puis l'austénite se rompt par fatigue).
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CETTE ETUDE CONCERNE PRINCIPALEMENT LA RUPTURE A 20C D'UN ACIER INOXYDABLE MOULE ZCND19-10M, CONTENANT 20% DE FERRITE, VIEILLI 700 H A 400C, AFIN D'EN TIRER UN CRITERE DE RUPTURE D'UN ELEMENT DE VOLUME, DANS LE CADRE DE L'APPROCHE LOCALE DE LA RUPTURE. DES ESSAIS DE TRACTION SUR DES EPROUVETTES AXISYMETRIQUES ENTAILLEES PERMETTENT D'ETUDIER L'EFFET DE LA TRIAXIALITE DES CONTRAINTES SUR LA DUCTILITE. LES MECANISMES DE RUPTURE SONT ETUDIES SUR DES COUPES METALLOGRAPHIQUES, ET DES EXAMENS FRACTOGRAPHIQUES. DES FISSURES DE CLIVAGE SONT AMORCEES DANS LA FERRITE ET S'ARRETENT DANS L'AUSTENITE. ELLES CROISSENT PAR EMOUSSEMENT DANS L'AUSTENITE, PUIS FORMENT UNE MACRO-FISSURE PAR COALESCENCE. CES FISSURES DE CLIVAGE SONT GROUPEES EN AMAS. UNE ETUDE CRISTALLOGRAPHIQUE MONTRE QU'ELLES APPARAISSENT DANS DES GRAINS D'AUSTENITE SE DEFORMANT EN GLISSEMENT SIMPLE, LA CONTRAINTE D'INCOMPATIBILITE ENTRE LES DEUX PHASES ETANT PLUS ELEVEE DANS CE CAS. A UNE ECHELLE SUPERIEURE, L'ANALYSE MECANIQUE DES CONDITIONS DE GERMINATION DES FISSURES, MONTRE QUE CELLE-CI EST CONTROLEE PAR LA DEFORMATION PLASTIQUE. DE PLUS, LES FISSURES APPARAISSENT PROGRESSIVEMENT QUAND LA DEFORMATION AUGMENTE. UN MODELE DE COMPORTEMENT DE MATERIAU POREUX DE GURSON, A ETE UTILISE POUR SIMULER LA RUPTURE DUCTILE DE CE MATERIAU. A L'AIDE DE TIRAGES ALEATOIRES DES GRAINS FORTEMENT ENDOMMAGES (LES AMAS DE FISSURES) DANS LES EPROUVETTES ENTAILLEES, ET DE CALCULS AUX ELEMENTS FINIS DE CES MEMES EPROUVETTES, NOUS MONTRONS QUE LA DUCTILITE EST CONTROLEE PAR LA RUPTURE DES AMAS, ET QUE SA GRANDE DISPERSION PEUT ETRE CORRECTEMENT REPRODUITE
Author: Léa Le Joncour Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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L’objectif de ce travail est de proposer une démarche, afin d’analyser et mieux comprendre le comportement mécanique d’un acier inoxydable austéno-ferritique laminé à chaud ayant subi un traitement thermique de vieillissement. Cette méthode met en œuvre divers techniques expérimentales telles que les observations micrographiques, la diffraction des neutrons, la mesure des champs mécaniques par corrélation d’images. L'étude expérimentale cible la caractérisation du comportement mécanique microscopique et macroscopique sous un chargement uniaxial. Une attention particulière a été portée à la fin des essais lorsque la striction et l’endommagement deviennent prononcés. Les mesures par corrélation d’images ont donné accès aux grandeurs macroscopiques. L’évolution des déformations élastiques dans chacune des phases a été mesurée par la diffraction des neutrons en utilisant la technique du « temps-de-vol » couplée à des essais de traction. Une calibration innovante a été réalisée sur ces mesures et étudiée afin d’étendre le domaine des déformations appliquées. Couplées à diverses observations micrographiques, les résultats des essais par diffraction de neutrons ont permis la proposition d’un scénario d’endommagement. Pour rendre compte du comportement mécanique, deux modèles micromécaniques ont ensuite été étudiés et développés. Un modèle auto-cohérent a permis la comparaison aux mesures avec une bonne corrélation
Author: LATIFA.. MCIRDI
Author: LATIFA.. MCIRDI
Author: Jean-Christophe Le Roux
Author: PIERRE.. JOLY
Author: Léa Le Joncour