ETUDE DES MECANISMES DE DEFORMATION D'UN ALLIAGE DE TITANE BETA METASTABLE PDF Download
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L'OBJECTIF DE CETTE THESE EST D'ANALYSER LES MECANISMES DE DEFORMATION D'UN ALLIAGE TI-20% MASSIQUE DE VANADIUM, A L'ETAT TREMPE. LES GRAINS EQUIAXES CONTIENNENT DES PETITS PRECIPITES COHERENT DE PHASE #A ATHERMIQUE, PRODUITS LORS DE LA TREMPE A L'EAU. AFIN D'EXAMINER SA SENSIBILITE A LA VITESSE DE DEFORMATION, L'ALLIAGE A ETE TESTE SOUS SOLLICITATION STATIQUE ( 10#-#3S#-#1) ET DYNAMIQUE ( 10#3S#-#1), AU MOYEN D'UN DISPOSITIF DE BARRES D'HOPKINSON. LES CHANGEMENTS DE MICROSTRUCTURE, APRES DEFORMATION DYNAMIQUE SONT ANALYSES ET COMPARES A CEUX OBSERVES APRES DEFORMATION STATIQUE. LE MACLAGE 332113 A ETE IDENTIFIE EN MICROSCOPIE ELECTRONIQUE PAR TRANSMISSION ET EN DIFFRACTION DES ELECTRONS RETRODIFFUSES, A PARTIR D'ECHANTILLONS DEFORMES EN CONDITIONS STATIQUE ET DYNAMIQUE, EN TRACTION ET EN COMPRESSION. CE SYSTEME DE MACLAGE INHABITUEL EST LIE A L'INSTABILITE DE LA PHASE , ET A SA CAPACITE A SE TRANSFORMER EN PHASE . LA PHASE EST UNE PHASE METASTABLE, QUI PEUT ETRE PRODUITE LORSQUE L'ALLIAGE CONTIENT ASSEZ D'ELEMENTS STABILISATEURS . EN CONCOMITANCE AVEC LE MACLAGE 332113, L'ACCOLEMENT DES PLANS 111# SUIVANT LA DIRECTION 111# CORRESPONDANTE, QUI EST AUSSI L'ELEMENT #2 DE LA MACLE ACTIVEE, INDUIT DANS LA MACLE UNE VARIANTE #S PREFERENTIELLE. UN MACLAGE SECONDAIRE 332113 APPARAIT DANS LES MACLES PRIMAIRES, A PARTIR DE DEFORMATIONS PLASTIQUES SUPERIEURES A 3%. CE MACLAGE SECONDAIRE AUGMENTE L'EFFICACITE DU SYSTEME 332113. CEPENDANT, MEME SI AUCUNE BANDE DE GLISSEMENT A ETE OBSERVEE EN MICROSCOPIE OPTIQUE, DU GLISSEMENT SEMBLE APPARAITRE, PLUS PARTICULIEREMENT DANS LES PREMIERS STADES DE LA DEFORMATION PLASTIQUE, CORRESPONDANT AU PETIT PLATEAU OBSERVE SUR LA COURBE CONTRAINTE/DEFORMATION PLASTIQUE VRAIE, JUSQU'A ENVIRON 1%. LES DISLOCATIONS ANALYSEES ONT UN CARACTERE PUREMENT VIS, AVEC UNE ORIENTATION 111. QUELQUES BOUCLES DE DISLOCATION REVELENT UN DEMACLAGE PARTIEL DES MACLES 332113, PROBABLEMENT LORS DE LA DECHARGE DE L'EPROUVETTE. LES MECANISMES DE DEFORMATION DE CET ALLIAGE METASTABLE, GOUVERNES PAR LE MACLAGE CONDUISENT UNE LIMITE D'ELASTICITE FAIBLE, UN TAUX DE CONSOLIDATION ELEVE ET UN ALLONGEMENT A RUPTURE IMPORTANT
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L'OBJECTIF DE CETTE THESE EST D'ANALYSER LES MECANISMES DE DEFORMATION D'UN ALLIAGE TI-20% MASSIQUE DE VANADIUM, A L'ETAT TREMPE. LES GRAINS EQUIAXES CONTIENNENT DES PETITS PRECIPITES COHERENT DE PHASE #A ATHERMIQUE, PRODUITS LORS DE LA TREMPE A L'EAU. AFIN D'EXAMINER SA SENSIBILITE A LA VITESSE DE DEFORMATION, L'ALLIAGE A ETE TESTE SOUS SOLLICITATION STATIQUE ( 10#-#3S#-#1) ET DYNAMIQUE ( 10#3S#-#1), AU MOYEN D'UN DISPOSITIF DE BARRES D'HOPKINSON. LES CHANGEMENTS DE MICROSTRUCTURE, APRES DEFORMATION DYNAMIQUE SONT ANALYSES ET COMPARES A CEUX OBSERVES APRES DEFORMATION STATIQUE. LE MACLAGE 332113 A ETE IDENTIFIE EN MICROSCOPIE ELECTRONIQUE PAR TRANSMISSION ET EN DIFFRACTION DES ELECTRONS RETRODIFFUSES, A PARTIR D'ECHANTILLONS DEFORMES EN CONDITIONS STATIQUE ET DYNAMIQUE, EN TRACTION ET EN COMPRESSION. CE SYSTEME DE MACLAGE INHABITUEL EST LIE A L'INSTABILITE DE LA PHASE , ET A SA CAPACITE A SE TRANSFORMER EN PHASE . LA PHASE EST UNE PHASE METASTABLE, QUI PEUT ETRE PRODUITE LORSQUE L'ALLIAGE CONTIENT ASSEZ D'ELEMENTS STABILISATEURS . EN CONCOMITANCE AVEC LE MACLAGE 332113, L'ACCOLEMENT DES PLANS 111# SUIVANT LA DIRECTION 111# CORRESPONDANTE, QUI EST AUSSI L'ELEMENT #2 DE LA MACLE ACTIVEE, INDUIT DANS LA MACLE UNE VARIANTE #S PREFERENTIELLE. UN MACLAGE SECONDAIRE 332113 APPARAIT DANS LES MACLES PRIMAIRES, A PARTIR DE DEFORMATIONS PLASTIQUES SUPERIEURES A 3%. CE MACLAGE SECONDAIRE AUGMENTE L'EFFICACITE DU SYSTEME 332113. CEPENDANT, MEME SI AUCUNE BANDE DE GLISSEMENT A ETE OBSERVEE EN MICROSCOPIE OPTIQUE, DU GLISSEMENT SEMBLE APPARAITRE, PLUS PARTICULIEREMENT DANS LES PREMIERS STADES DE LA DEFORMATION PLASTIQUE, CORRESPONDANT AU PETIT PLATEAU OBSERVE SUR LA COURBE CONTRAINTE/DEFORMATION PLASTIQUE VRAIE, JUSQU'A ENVIRON 1%. LES DISLOCATIONS ANALYSEES ONT UN CARACTERE PUREMENT VIS, AVEC UNE ORIENTATION 111. QUELQUES BOUCLES DE DISLOCATION REVELENT UN DEMACLAGE PARTIEL DES MACLES 332113, PROBABLEMENT LORS DE LA DECHARGE DE L'EPROUVETTE. LES MECANISMES DE DEFORMATION DE CET ALLIAGE METASTABLE, GOUVERNES PAR LE MACLAGE CONDUISENT UNE LIMITE D'ELASTICITE FAIBLE, UN TAUX DE CONSOLIDATION ELEVE ET UN ALLONGEMENT A RUPTURE IMPORTANT
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L'un des objectifs de cette thèse a été de définir un alliage de titane bêta qui présente une bonne adéquation entre limite élastique et ductilité. Aussi les paramètres qu'il faut maitriser pour obtenir les caractéristiques mécaniques recherchées sont la composition et la taille de grain. Les caractéristiques mécaniques de ces alliages sont influencées par les mécanismes de déformation (glissement, maclage, et transformations de phases induites sous contrainte). Ces mécanismes dépendent de la composition chimique et donc de la stabilité de la phase bêta. Les alliages métastables qui se déforment par maclage présentent un allongement important et une limite d'élasticité basse. Les alliages stables qui se déforment par glissement ont par contre un allongement faible et une limite d'élasticité élevée. L'alliage idéal devrait donc, au début de la déformation, se déformer par glissement, puis ensuite par maclage. Pour deux compositions particulières, l'une de référence (Ti-20v) et l'autre proche de la composition souhaitée (Ti-20v-5Al), nous avons effectué des traitements thermomécaniques pour obtenir des tailles de grains différentes. L'influence des microstructures sur les mécanismes de déformation a été analysée. Pendant la déformation plastique, l'alliage Ti-20v se déforme par maclage de type 332 113. De plus, la phase s (phase induite sous contrainte) et du glissement, essentiellement de type 110 111, apparaissent lors de la déformation. Le maclage intervient dès le début de la déformation dans tous les cas sauf lorsque la taille de grain est inférieure à 40 microns. Dans ce cas, sa participation est réduite. Le maclage apparait d'autant plus facilement que la vitesse de déformation est grande et que la taille de grain est importante. La modélisation de l'évolution de texture lors du laminage permet de reproduire l'évolution expérimentale qui fait apparaitre différentes composantes majeures. La présence de ces composantes est due à la participation majoritaire du glissement 110 111. Pour l'alliage Ti-20v-5Al en statique, le mécanisme de déformation actif est le glissement. Dans les premiers pour cent de la déformation, seul un plan est activé. En utilisant un modèle de plasticité, nous avons pu reproduire l'évolution de texture expérimentale lors du laminage et obtenir les composantes majeures de la texture seulement en utilisant majoritairement du glissement 112 111. La comparaison entre les différents alliages a permis de déterminer l'alliage et la microstructure dont les caractéristiques mécaniques seront optimisées. Les raisons de ce choix sont discutées a la lumière des résultats des études microstructurales et de la modélisation du comportement.
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Une étude sur la relation entre microstructure et le comportement mécanique est faite sur l'alliage du titane Béta-Cez. Différentes microstructures de cet alliage sont obtenues par différents traitements thermiques. Il est montré que le comportement mécanique des différentes microstructures est du à une contribution variée de différents mécanismes de déformation à la déformation imposée, qui peuvent être actives dans l'alliage lors d'une déformation statique à froid. Si les deux mécanismes de déformation - glissement cristallographique et transformation martensitique de phase [alpha]- sont simultanément activées, une ductilité élevée et une résistance mécanique moyenne est obtenue. L'activation seule du glissement cristallographique donne une baisse de la ductilité et une augmentation de la résistance mécanique. Les paramètres microstructuraux qui influencent l'activation des mécanismes de déformation sont la taille de grains / domains et la stabilité mécanique de la phase . Dans ce travail une détermination de systèmes de glissement de la phase est faite ainsi qu'une analyse du plan d'accolement entre la matrice et la phase martensitique . Les résultats de la détermination expérimentale des plans d'accolement sont comparés avec ceux obtenus par des calculs à l'aide de la théorie phénoménologique de la transformation de phase sous différentes hypothèses
Author: Guillaume Martin Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
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Le but de ce travail de thèse est de mieux comprendre les mécanismes de déformation à température ambiante dans les alliages de titane bêta-métastable Ti17 et Ti5553. Les microstructures étudiées sont composées de grains bêta transformé, dans lesquels la phase alpha peut précipiter, selon les relations de Burgers, sous la forme de douze variants différents. Une approche multi-échelles est donc préconisée avec trois niveaux représentatifs: macroscopique, mésoscopique (ex-grains bêta), et microscopique (variants alpha et matrice bêta de chaque grain). Différents modèles à champs moyens sont adaptés pour reproduire le comportement mécanique du Ti17 et du Ti5553. Ces modèles impliquent deux transitions d'échelle, et sont basés sur l'homogénéisation des comportements locaux, avec plusieurs manières de représenter les interactions intergranulaires. Les relations entre microstructures et propriétés mécaniques sont également considérées. Les modèles les plus complexes développés dans cette étude vont permettre de simuler l'anisotropie élastique et l'écoulement visqueux de chaque variant alpha (hcp) et de chaque matrice bêta (bcc), en employant la plasticité cristalline avec des écrouissages de type cinématique et isotrope. L'identification des paramètres matériaux est faite à partir d'une vaste base de données expérimentale provenant du projet PROMITI. Pour comprendre le rôle de chaque phase dans le processus de déformation, un calcul EF a également été fait afin de reproduire l'essai de traction sur une très fine éprouvette plate. Dans cette étude, le niveau mésoscopique est explicitement représenté en reprenant fidèlement la géométrie et l'orientation cristallographique de chaque grain bêta transformé. Des comparaisons entre expérience et simulation sont faites à l'échelle macroscopique pour les courbes contrainte - déformation, ainsi qu'au niveau mésoscopique, en considérant les champs de déplacement hors-plan et les champs de déformation.
Author: FREDERIC.. PRIMA Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 226
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LES TRAVAUX EFFECTUES CONCERNENT UN NOUVEL ALLIAGE INDUSTRIEL DE TYPE , LE TI-6,8MO-4,5FE-1,5AL, DESTINE AUX APPLICATIONS MECANIQUES EN RAISON DE SON COUT PARTICULIEREMENT BAS POUR UN ALLIAGE DE TITANE. NOUS AVONS D'ABORD CARACTERISE LES DIFFERENTS DOMAINES D'APPARITION DES PHASES ET DANS LE TI-6,8MO-4,5FE-1,5AL AFIN DE PERMETTRE D'ACCEDER A UNE COMPREHENSION ACCRUE DES DIFFERENTES ETAPES DE LA DECOMPOSITION DE LA PHASE METASTABLE. PUIS NOTRE ETUDE DEVELOPPE LES MECANISMES DE PRECIPITATION DES PHASES FORMANT DES NANOSTRUCTURES AU COURS DES PREMIERS STADES DE TRAITEMENT THERMIQUE. NOUS MONTRONS ENSUITE QUE LES MECANISMES IMPLIQUES AU COURS D'UN RETOUR A L'EQUILIBRE DES ALLIAGES PEUVENT ETRE TRES DIFFERENTS SELON LE DOMAINE DE TEMPERATURE CONSIDERE. UNE ATTENTION PARTICULIERE EST DONNEE AUX MORPHOLOGIES DES MICROSTRUCTURES FORMEES SELON LA TEMPERATURE DE TRAITEMENT THERMIQUE ET UNE ETUDE SPECIFIQUE MONTRE L'INTERET QUE PEUT PRESENTER LA PHASE ISOTHERME DANS LA MAITRISE DES MICROSTRUCTURES FINALES. ENFIN, DANS UNE DERNIERE PARTIE, L'INFLUENCE DE L'ETAT MICROSTRUCTURAL SUR LES PROPRIETES MECANIQUES A ETE EXAMINE A PARTIR D'UNE ETUDE DES MODES DE DEFORMATION PAR MICROSCOPIE ELECTRONIQUE, EBSD ET MESURE DES TEXTURES GLOBALES DE DEFORMATION. NOUS AVONS EN PARTICULIER MONTRE L'IMPORTANCE DE LA PHASE SUR LA DEFORMATION PLASTIQUE AINSI QUE SUR LES PHENOMENES DE RECRISTALLISATION ET DE SELECTION DES VARIANTES DE LA PHASE APRES TRAITEMENT THERMIQUE.
Author: Michael V Glazoff Publisher: Butterworth-Heinemann ISBN: 0128121149 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 564
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Casting Aluminum Alloys, Second Edition, the follow up to the fall 2007 work on the structure, properties, thermal resistance, corrosion and fatigue of aluminum alloys in industrial manufacturing, discusses findings from the past decade, including sections on new casting alloys, novel casting technologies, and new methods of alloys design. The book also includes other hot topics, such as the implementation of computational technologies for the calculation of phase equilibria and thermodynamic properties of alloys, the development of software for calculation of diffusion processes in aluminum alloys, computational modeling of solidification microstructure and texture evolution of multi-component aluminum materials. In addition to changes in computational predictive abilities, there is a review of novel casting aluminum alloy compositions and properties, as well as descriptions of new casting technologies and updates to coverage on the mechanical properties of aluminum casting alloys. Presents a discussion of thermodynamic calculations used for assessing non-equilibrium solidifications of casting aluminum alloys Expands coverage of mathematical models for alloy mechanical properties, helping facilitate the selection of the best prospective candidate for new alloy development Contains a new section that describes the self-consistent evaluation of phase equilibria and thermodynamic properties of aluminum alloys
Author: JEAN-PHILIPPE.. GUIBERT
Author: JEAN-PHILIPPE.. GUIBERT
Author: Angela-Maria Nicotra-Barbe
Author: 
Author: Franck Zimmermann
Author: 
Author: Guillaume Martin
Author: Ahmed Abada
Author: FREDERIC.. PRIMA
Author: R. Molinier
Author: Michael V Glazoff