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Etude par microscopie électronique en transmission de la précipitation en relation avec les propriétés mécaniques dans les aciers Dual-Phase microalliés au titane

Etude par microscopie électronique en transmission de la précipitation en relation avec les propriétés mécaniques dans les aciers Dual-Phase microalliés au titane PDF Author: Richard Soto
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ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 208

Book Description
LES ACIERS DUAL-PHASE OFFRENT UNE SOLUTION IDEALE A L'EMBOUTISSAGE DES TOLES MINCES POUR L'INDUSTRIE AUTOMOBILE. EN REVANCHE, LEUR RESISTANCE MECANIQUE N'ATTEINT PAS CELLE DES MEILLEURS ACIERS DITS A HAUTE LIMITE D'ELASTICITE (HSLA). UNE SOLUTION DE RENFORCEMENT CONSISTE A DURCIR LA MATRICE FERRITIQUE PAR DES MICROPRECIPITES D'ELEMENTS DISPERSOIDES TEL QUE LE TITANE. POUR CELA, IL EST NECESSAIRE DE COMPRENDRE L'INFLUENCE DE LA COMPOSITION SUR LA MICROSTRUCTURE ET D'ETABLIR UNE CORRELATION ENTRE LA MICROSTRUCTURE ET LES PROPRIETES MECANIQUES. L'OBJECTIF ETANT BIEN SUR D'ACCROITRE LA RESISTANCE DE CES ACIERS TOUT EN CONSERVANT LEUR BONNE FORMABILITE. C'EST LE BUT DE CE TRAVAIL EFFECTUE SUR CINQ NUANCES DANS LESQUELLES ON A FAIT VARIER LA TENEUR EN TITANE. LE PRINCIPAL OUTIL D'INVESTIGATION A ETE LA MICROSCOPIE ELECTRONIQUE EN TRANSMISSION ASSOCIEE AUX ANALYSES EDX ET EELS PERMETTANT SIMULTANEMENT DES ANALYSES CHIMIQUES LOCALISEES ET DES DETERMINATIONS STRUCTURALES. UN SOIN TOUT PARTICULIER A ETE PORTE A L'ELABORATION DES ECHANTILLONS. DEUX TECHNIQUES COMPLEMENTAIRES ONT ETE MISES EN OEUVRE : LAMES MINCES ET REPLIQUES AVEC EXTRACTION. CELLES-CI FACILITENT L'IDENTIFICATION DES PRECIPITES ET PERMETTENT DE FAIRE UNE ANALYSE STATISTIQUE. UNE ETUDE TRES COMPLETE DE L'ENSEMBLE DES PRECIPITES ALLANT JUSQU'A DES TAILLES NANOMETRIQUES A PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE LES PARTICULES LES PLUS EFFICACES POUR LE DURCISSEMENT : IL S'AGIT DES CARBURES DE TITANE QUI SE FORMENT DANS LA PHASE AUSTENITIQUE. LES CALCULS THERMODYNAMIQUES ONT PERMIS DE PRECISER LES DOMAINES DE TEMPERATURE DE LA PRECIPITATION DE CHAQUE ESPECE AINSI QUE LES QUANTITES THEORIQUEMENT PRECIPITEES EN EQUILIBRE AVEC LA SOLUTION SOLIDE. CES PREVISIONS SONT EN BON ACCORD QUALITATIVEMENT ET QUANTITATIVEMENT AVEC LES RESULTATS DEDUITS DE L'ANALYSE STATISTIQUE. UN CALCUL DU DURCISSEMENT MONTRE QUE LES VARIATIONS OBSERVEES DES PROPRIETES MECANIQUES AVEC LA TENEUR EN TITANE S'EXPLIQUENT BIEN AVEC LA PRECIPITATION DE CARBURES DE TITANE NANOMETRIQUES. OUTRE SON CARACTERE FONDAMENTAL, CETTE ETUDE A APPORTE DES INFORMATIONS UTILES POUR LA CONNAISSANCE DE CES ACIERS ET POUR LA MISE AU POINT DE NOUVELLES NUANCES.

Etude par microscopie électronique en transmission de la précipitation en relation avec les propriétés mécaniques dans les aciers Dual-Phase microalliés au titane

Etude par microscopie électronique en transmission de la précipitation en relation avec les propriétés mécaniques dans les aciers Dual-Phase microalliés au titane PDF Author: Richard Soto
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Languages : fr
Pages : 208

Book Description
LES ACIERS DUAL-PHASE OFFRENT UNE SOLUTION IDEALE A L'EMBOUTISSAGE DES TOLES MINCES POUR L'INDUSTRIE AUTOMOBILE. EN REVANCHE, LEUR RESISTANCE MECANIQUE N'ATTEINT PAS CELLE DES MEILLEURS ACIERS DITS A HAUTE LIMITE D'ELASTICITE (HSLA). UNE SOLUTION DE RENFORCEMENT CONSISTE A DURCIR LA MATRICE FERRITIQUE PAR DES MICROPRECIPITES D'ELEMENTS DISPERSOIDES TEL QUE LE TITANE. POUR CELA, IL EST NECESSAIRE DE COMPRENDRE L'INFLUENCE DE LA COMPOSITION SUR LA MICROSTRUCTURE ET D'ETABLIR UNE CORRELATION ENTRE LA MICROSTRUCTURE ET LES PROPRIETES MECANIQUES. L'OBJECTIF ETANT BIEN SUR D'ACCROITRE LA RESISTANCE DE CES ACIERS TOUT EN CONSERVANT LEUR BONNE FORMABILITE. C'EST LE BUT DE CE TRAVAIL EFFECTUE SUR CINQ NUANCES DANS LESQUELLES ON A FAIT VARIER LA TENEUR EN TITANE. LE PRINCIPAL OUTIL D'INVESTIGATION A ETE LA MICROSCOPIE ELECTRONIQUE EN TRANSMISSION ASSOCIEE AUX ANALYSES EDX ET EELS PERMETTANT SIMULTANEMENT DES ANALYSES CHIMIQUES LOCALISEES ET DES DETERMINATIONS STRUCTURALES. UN SOIN TOUT PARTICULIER A ETE PORTE A L'ELABORATION DES ECHANTILLONS. DEUX TECHNIQUES COMPLEMENTAIRES ONT ETE MISES EN OEUVRE : LAMES MINCES ET REPLIQUES AVEC EXTRACTION. CELLES-CI FACILITENT L'IDENTIFICATION DES PRECIPITES ET PERMETTENT DE FAIRE UNE ANALYSE STATISTIQUE. UNE ETUDE TRES COMPLETE DE L'ENSEMBLE DES PRECIPITES ALLANT JUSQU'A DES TAILLES NANOMETRIQUES A PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE LES PARTICULES LES PLUS EFFICACES POUR LE DURCISSEMENT : IL S'AGIT DES CARBURES DE TITANE QUI SE FORMENT DANS LA PHASE AUSTENITIQUE. LES CALCULS THERMODYNAMIQUES ONT PERMIS DE PRECISER LES DOMAINES DE TEMPERATURE DE LA PRECIPITATION DE CHAQUE ESPECE AINSI QUE LES QUANTITES THEORIQUEMENT PRECIPITEES EN EQUILIBRE AVEC LA SOLUTION SOLIDE. CES PREVISIONS SONT EN BON ACCORD QUALITATIVEMENT ET QUANTITATIVEMENT AVEC LES RESULTATS DEDUITS DE L'ANALYSE STATISTIQUE. UN CALCUL DU DURCISSEMENT MONTRE QUE LES VARIATIONS OBSERVEES DES PROPRIETES MECANIQUES AVEC LA TENEUR EN TITANE S'EXPLIQUENT BIEN AVEC LA PRECIPITATION DE CARBURES DE TITANE NANOMETRIQUES. OUTRE SON CARACTERE FONDAMENTAL, CETTE ETUDE A APPORTE DES INFORMATIONS UTILES POUR LA CONNAISSANCE DE CES ACIERS ET POUR LA MISE AU POINT DE NOUVELLES NUANCES.

Etude par microscopie électronique du rôle de chaque étape du traitement thermomécanique sur la précipitation dans les aciers dual-phase microalliés au titane

Etude par microscopie électronique du rôle de chaque étape du traitement thermomécanique sur la précipitation dans les aciers dual-phase microalliés au titane PDF Author: Wahib Saikaly
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Languages : fr
Pages : 92

Book Description
LES ACIERS DUAL PHASE OFFRENT UNE SOLUTION IDEALE A L'EMBOUTISSAGE DES TOLES MINCES POUR L'INDUSTRIE AUTOMOBILE. EN REVANCHE, LEUR RESISTANCE MECANIQUE N'EST PAS TOUJOURS SATISFAISANTE POUR CERTAINES APPLICATIONS SPECIFIQUES TELLES QUE LES JANTES DE VOITURES. UNE SOLUTION DE RENFORCEMENT CONSISTE A DURCIR LA MATRICE FERRITIQUE PAR DES MICROPRECIPITES D'ELEMENTS DISPERSOIDES TEL QUE LE TITANE. LE BUT DE CE TRAVAIL EST D'ETUDIER L'ETAT DE PRECIPITATION A CHAQUE ETAPE DE LA FABRICATION D'UN ACIER DUAL-PHASE MICROALLIE AU TITANE. L'OUTIL PRINCIPAL EST LA MICROSCOPIE ELECTRONIQUE A TRANSMISSION (MET) COUPLEE A DEUX SYSTEMES D'ANALYSE CHIMIQUE : DISPERSION EN ENERGIE DES RAYONS X (EDX) ET LA SPECTROSCOPIE DE PERTES D'ENERGIE (EELS) A TRAVERS UN FILTRE DE TYPE GIF. AU COURS DE CE TRAVAIL, DEUX TECHNIQUES DE PREPARATION D'ECHANTILLONS COMPLEMENTAIRES ONT ETE MISES AU POINT. IL S'AGIT DES REPLIQUES EXTRACTIVES ET DES LAMES MINCES. NOUS AVONS MONTRE QUE D'UNE PART CETTE PRECIPITATION (TAILLE, DENSITE) DEPEND DE LA DISTANCE A LA SURFACE DE LA BRAME, ET QU'ELLE EST D'AUTRE PART HETEROGENE A L'ECHELLE MICROSCOPIQUE ET NANOMETRIQUE. EN EFFET, UNE GRANDE QUANTITE DE PRECIPITES SE FORMENT SUR DES INCLUSIONS EXISTANTES. PAR EXEMPLE, LORS DE LA SOLIDIFICATION DE L'ACIER, TIN (3 M) PRECIPITE AUTOUR DES INCLUSIONS DE CAS (1 M) ET TIC PRECIPITE AUTOUR DE TIN (40 NM) FORMANT AINSI LES TI(C,N) (80 NM). DE PLUS NOUS AVONS MONTRE QUE PENDANT LE RECHAUFFAGE, AU COURS DU TRAITEMENT THERMOMECANIQUE, LA TAILLE DES GRAINS DANS L'AUSTENITE NE DEPASSE PAS 40 M. LES CARBONITRURES ET LES CARBOSULFURES (TI 4C 2S 2) EPINGLENT EN EFFET LES JOINTS. NOUS AVONS DETERMINE PAR AILLEURS LA QUANTITE DE TI 4C 2S 2 REMISE EN SOLUTION AU COURS DE CE RECHAUFFAGE A L'AIDE D'UN PROGRAMME THERMODYNAMIQUE ET L'AVONS COMPAREE AUX RESULTATS EXPERIMENTAUX OBTENUS PAR DES ANALYSES STATISTIQUES. AU COURS DU LAMINAGE A CHAUD, NOUS AVONS MIS EN EVIDENCE TROIS REGIONS DE PRECIPITATION DES CARBURES DU TITANE : LA PREMIERE EST INDUITE PAR LA DEFORMATION. LA SECONDE EST CONSTITUEE D'UN PALIER ET LA TROISIEME REGION CORRESPOND A LA PRECIPITATION INDUITE PAR LA TRANSFORMATION AUSTENITE / FERRITE. OUTRE SON CARACTERE APPLIQUE, CE TRAVAIL NOUS A PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE LES RELATIONS ENTRE LES PHENOMENES MICROSCOPIQUES ET LES PROPRIETES MACROSCOPIQUES : NOUS AVONS AINSI CONFIRME LA CONTRIBUTION PREDOMINANTE DES TIC DE PETITES TAILLES (DE 2 A 30 NM) A L'AUGMENTATION DE LA RESISTANCE MECANIQUE DE CES ACIERS. EN UTILISANT LES EQUATIONS BASEES SUR LE MECANISME DE CONTOURNEMENT D'OROWAN, CETTE CONTRIBUTION EST EVALUEE A 337 MPA CE QUI CONSTITUE UN RESULTAT REMARQUABLE. CETTE VALEUR EST ASSEZ PROCHE DE CELLE OBTENUE EXPERIMENTALEMENT DANS L'ACIER INDUSTRIEL (304 MPA).

Etude de l'influence de la microstructure, caractérisée par microscopie électronique en transmission et nano-usinage ionique "FIB", sur les propriétés mécaniques d'aciers bainitiques

Etude de l'influence de la microstructure, caractérisée par microscopie électronique en transmission et nano-usinage ionique Author: Eurydice Chovelon
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Languages : fr
Pages : 112

Book Description
Depuis quelques années, de nouvelles familles d’aciers tels que les aciers Dual-Phase (ferrite/martensite), présentant des propriétés mécaniques intéressantes, ont été développés en vue d’utilisations dans l’industrie automobile. Toutefois, certaines applications nécessitent des résistances mécaniques encore plus élevées, supérieures à 800 MPa. C’est dans cette optique que nous développons en collaboration (TECSEN – Arcelor) de nouvelles nuances basées sur une microstructure multiphasées microalliées au vanadium. Pour ce faire, il est primordial de comprendre l’influence de la chimie et des traitements thermomécaniques sur la microstructure et la précipitation, qui déterminent les propriétés mécaniques des aciers. Quatre aciers bainitiques ainsi que deux produits de simulation ont été réalisés pour évaluer la contribution aux propriétés mécaniques de chaque constituants de l’acier. Le principal outil d’investigation dans ce travail, est la microscopie électronique en transmission associée aux techniques d’analyse chimique EDS et EELS. En plus des techniques classiques de préparation d’échantillons, nous avons utilisé pour la première fois le nano-usinage ionique (Focused Ion Beam FIB). Il s’est avéré que c’est une technique indispensable pour l’identification de toutes les phases constituant l’acier. Nous avons montré que ces aciers ont une microstructure de type bainitique inférieure contenant des îlots martensitiques en fractions volumiques variables (4 à 10%). Dans tous les aciers étudiés, cette bainite est constituée de grains ferritiques de l’ordre de 2 μm et d’une cémentite globulaire d’environ 100 nm. Néanmoins, la quantité de carbures de vanadium et de cémentite intragranulaire précipitée varie selon le traitement thermomécanique appliqué. En effet, la petite cémentite intragranulaire ne précipite que si la vitesse de refroidissement de l’acier ainsi que l’entrée dans le domaine bainitique correspondent à une certaine fenêtre d’opérations. Dans ce type d’aciers multiphasés et microalliés, en plus de la contribution de la microstructure, les carbures de vanadium permettent d’atteindre des résistances mécaniques de l’ordre de 900 MPa. Pour atteindre 1000 MPa, la fine cémentite intragranulaire (1 à 3 nm) est indispensable.

Etude de la relation entre la microstructure et les propriétés mécaniques d'un acier durci par précipitation intermétallique intense

Etude de la relation entre la microstructure et les propriétés mécaniques d'un acier durci par précipitation intermétallique intense PDF Author: Malika Perrier
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Languages : fr
Pages : 0

Book Description
L'amélioration des propriétés mécaniques dans les alliages du système Fer-Silicium-Titane grâce à l'introduction d'une précipitation nanométrique a été démontrée dans la littérature. La haute valeur de limite d'élasticité qui peut être atteinte dans ces aciers en fait de bons candidats pour des applications dans l'élaboration de structures automobiles. Dans ce contexte, cette étude a pour objectif de caractériser et comprendre la séquence et la cinétique de précipitation dans ces alliages, ainsi que les relations entre microstructure de précipitation et propriétés mécaniques, dans une démarche de conception d'alliages optimisée. La démarche utilisée a tout d'abord consisté en une caractérisation multi-échelle de la précipitation par diffusion des neutrons aux petits angles, microscopie électronique en transmission et sonde atomique tomographique, qui a permis d'aboutir à une description précise de la structure, composition, taille et fraction volumique des précipités, qui ont ensuite été reproduites par modélisation. Dans un deuxième temps, les tests mécaniques réalisés à température ambiante ont révélé un fort potentiel durcissant, qui dépend du temps et de la température de vieillissement. Des modèles à base physique pour la limite d'élasticité et le taux d'écrouissage (tenant compte des contributions isotropes et cinématiques) ont été appliqués pour décrire les courbes de traction mesurées. Ceux-ci ont permis d'aboutir à une bonne compréhension des relations entre microstructures et propriétés dans le système Fe-Si-Ti.

Précipitations de carbure de vanadium (fibre, interphase) dans des aciers

Précipitations de carbure de vanadium (fibre, interphase) dans des aciers PDF Author: Meng-Yang Chen
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Languages : fr
Pages : 0

Book Description
Le travail présenté dans cette thèse est consacré à la précipitation interphase dans les aciers microalliés au vanadium. Il s'agit principalement de mieux comprendre l'évolution des microstructures et des propriétés mécaniques résultantes à partir d'une double approche expérimentale et de modélisation. Les analyses effectuées conjointement en Microscopie Electronique en Transmission et en nanoindentation ont permis de mieux cerner les relations qui existent entre les paramètres microstructuraux de la précipitation interphase (taille moyenne des carbures, distances moyenne entre carbures et entre feuillets, morphologie des carbures) et les modifications de propriétés mécaniques locales induites dans les aciers à très haute résistance. Par ailleurs, nous avons développé un modèle original qui couple les cinétiques de transformation de phases à celle de la précipitation interphase. Ce modèle permet de décrire l'évolution des paramètres microstructuraux et les résultats obtenus sont en très bon accord avec les résultats expérimentaux.

ETUDE PAR MICROSCOPIE ELECTRONIQUE ET MICROFRACTOGRAPHIE DES RELATIONS ENTRE LES STRUCTURES DE TREMPE DOUCE ET DE REVENU DE L'ALLIAGE DE TITANE A 6% AL, 6% V ET 2% SN (TA6V6E2) ET SES PROPRIETES MECANIQUES A LA TEMPERATURE AMBIANTE

ETUDE PAR MICROSCOPIE ELECTRONIQUE ET MICROFRACTOGRAPHIE DES RELATIONS ENTRE LES STRUCTURES DE TREMPE DOUCE ET DE REVENU DE L'ALLIAGE DE TITANE A 6% AL, 6% V ET 2% SN (TA6V6E2) ET SES PROPRIETES MECANIQUES A LA TEMPERATURE AMBIANTE PDF Author: J.-M.. CHOPIN
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Languages : fr
Pages : 27

Book Description
ETUDE DE L'EVOLUTION DE LA MICROSTRUCTURE PROVOQUEE DANS L'ALLIAGE TA6V6E2 PAR LE TRAITEMENT DE "TREMPE DOUCE" ET PAR UN REVENU ULTERIEUR A 450 C. LA "TREMPE DOUCE" COMPREND : UNE MISE EN SOLUTION DE 1 H A 860 C (DOMAINE ALPHA +BETA ); UN REFROIDISSEMENT LENT JUSQU'A UNE TEMPERATURE INTERMEDIAIRE DE 700 C; UN REFROIDISSEMENT A L'AIR JUSQU'A LA TEMPERATURE AMBIANTE. DETERMINATION DES CARACTERISTIQUES MECANIQUES OBTENUES PAR CE TRAITEMENT AVEC DIVERS ETATS MICROSTRUCTURAUX DE DEPART, EN RECHERCHANT LE MEILLEUR COMPROMIS ENTRE CES DIVERSES CARACTERISTIQUES. PROPOSITION DE MECANISMES DE FISSURATION EN RELATION AVEC LES DIVERS ETATS MICROSTRUCTURAUX PRECEDEMMENT DECRITS.

Étude des évolutions microstructurales à haute température en fonction des teneurs initiales en Y, Ti et O et, de leur incidence sur les hétérogénéités de déformation dans les aciers ODS Fe-14Cr1W

Étude des évolutions microstructurales à haute température en fonction des teneurs initiales en Y, Ti et O et, de leur incidence sur les hétérogénéités de déformation dans les aciers ODS Fe-14Cr1W PDF Author: Sheng-Yi Zhong
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Languages : fr
Pages : 0

Book Description
Ce travail de thèse s'est focalisé sur l'étude des alliages Fe-14%Cr nanorenforcés par dispersion d'oxydes obtenus par broyage à haute énergie à partir de poudres pré-alliées de la matrice et d'Y2O3. L'objectif était double : (i) étudier la cinétique de précipitation, en particulier la phase de coalescence, des oxydes en fonction de la teneur en élément d'addition (Ti, Y, O) lors de traitements thermiques à haute température et postérieurs à l'étape de consolidation, et (ii) d'analyser les hétérogénéités de déformations élastiques et élastoplastiques dans ces aciers en fonction de l'avancement de la précipitation. La microstructure et la nanostructure ont été étudiées par microscopie électronique en transmission (MET) et diffusion de neutrons aux petits angles (DNPA). L'ensemble de ces techniques a permis de mettre en évidence des comportements différents selon les teneurs en éléments d'addition. En particulier, l'ajout de titane induit un ralentissement très net de la coalescence des particules contrairement aux ajouts d'oxygène et d'yttrium. Ces variations de teneurs initiales influent sur la forme, la structure cristallographique des particules, sur les relations d'orientations avec la matrice et en voie de conséquence, sur les cinétiques de précipitation. Par conséquent, assurer un rapport Ti /Y supérieur à 1 et limiter l'apport en oxygène sont des garants de la stabilité des nanoparticules à hautes températures dans les aciers ODS. Le phénomène de recristallisation a également été observé à haute température dans les matériaux dans lesquels la coalescence des oxydes est largement avancée. Afin de corréler l'évolution des microstructures avec celle des propriétés mécaniques, une modélisation macroscopique du durcissement a ensuite été réalisée, en distinguant les différentes contributions (nanoparticules, taille de grains et dislocations). Le durcissement calculé à partir des observations expérimentales est en très bon accord avec les valeurs mesurées. Ces calculs rendent bien compte des variations entre alliages et mettent en évidence l'influence prépondérante de la taille des particules sur la dureté des matériaux. Enfin une étude fine des hétérogénéités de déformation des grains en fonction de leur orientation cristallographique a été menée par diffraction de neutrons. Ces résultats ont été confrontés à un calcul micromécanique en champ moyen. Cette dernière partie a montré l'existence de comportements locaux différents dans des matériaux présentant des comportements macroscopiques similaires.

Effets des éléments dispersoïdes (Ti, Nb) sur la microstructure de la zone affectée par la chaleur d'aciers microalliés, et conséquences sur la résilience

Effets des éléments dispersoïdes (Ti, Nb) sur la microstructure de la zone affectée par la chaleur d'aciers microalliés, et conséquences sur la résilience PDF Author: Thierry Maurickx
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Languages : fr
Pages : 202

Book Description
Etude par microscopie optique, microscopie électronique en transmission et spectrométrie Moessbauer des mécanismes d'action des éléments de microalliage Ti et Nb sur les caractéristiques de la Z.A.C. de cinq nuances d'aciers

Influence des conditions d'austénitisation sur la microstructure à différentes échelles de l'acier maraging inoxydable MLX19

Influence des conditions d'austénitisation sur la microstructure à différentes échelles de l'acier maraging inoxydable MLX19 PDF Author: Stella Ancey-Rocchi
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 270

Book Description
L'acier maraging inoxydable MLX19 (Fe-Ni-Cr-Al-Ti-Mo) est une nuance candidate pour des applications trains d'atterrissage. L'étude de cette nuance fait l'objet de ce travail de thèse, qui s'est déroulé dans le cadre d'un partenariat entre Aubert & Duval, qui élabore cet acier, et Safran Landing Systems, leader mondial des fonctions d'atterrissage et de freinage pour aéronefs. Pour l'application trains d'atterrissage, l'industrie aéronautique recherche des aciers à Très Haute Résistance, tenaces, et résistants à la corrosion sous contrainte. Le caractère inoxydable de cet acier ainsi que sa forte teneur en éléments d'alliage, combinée à une très faible teneur en carbone, conduisent à un durcissement au revenu par deux phases intermétalliques nanométriques lui offrant ainsi les caractéristiques mécaniques requises pour cette application critique. La gamme de traitement thermique du MLX19 nécessite néanmoins d'être contrôlée avec précision pour maîtriser et stabiliser la microstructure à différentes échelles responsable du compromis de propriétés mécaniques finales Rm-KIC. Ces travaux de thèse montrent que l'austénitisation est une étape décisive dans le contrôle de cette microstructure. La relation entre les paramètres d'austénitisation (vitesse de chauffage, température et temps de maintien), l'homogénéisation chimique de l'austénite lors du chauffage ainsi que la microstructure obtenue au cours du traitement et après la trempe a ainsi été précisément étudiée et quantifiée. Des méthodes expérimentales complémentaires, avec notamment l'utilisation de grands instruments, ont été mises en œuvre pour l'étude de la microstructure et de la composition chimique du matériau : dilatométrie, diffraction des rayons X synchrotron (HEXRD) combinée à de la dilatométrie pendant le cycle thermique, diffraction des rayons X conventionnelle (DRX), microscopie électronique à balayage (MEB), microscopie électronique en transmission (MET et STEM) et diffusion de neutrons aux petits angles (DNPA). Le suivi in situ des transformations de phase permet notamment de mettre en évidence la présence à haute température (> 880°C) de la phase intermétallique beta-NiAl, modifiant sensiblement la température de fin de transformation austénitique et limitant par conséquent l'homogénéisation chimique de l'austénite lors d'un maintien standard à 850°C. L'hétérogénéité chimique locale de l'austénite joue notamment un rôle sur les taux d'austénite résiduelle obtenus après la trempe. Par ailleurs, la présence de précipitation intermétallique beta-NiAl non-dissoute modifie la composition chimique globale de la matrice austénitique avant la trempe et a une influence directe sur la température de transformation martensitique au refroidissement, mais également sur le potentiel de précipitation intermétallique nanométrique au revenu. Parallèlement, les propriétés mécaniques de traction et de ténacité ont été déterminées pour quelques conditions d'austénitisation pertinentes, afin de s'attacher à établir des liens entre ces caractéristiques mécaniques et l'évolution microstructurale observée. Les différents résultats obtenus ont finalement conduit à proposer un traitement d'austénitisation alternatif susceptible de stabiliser le compromis de propriétés mécaniques finales.

Influence de l'analyse chimique sur la microstructure et le comportement mécanique de la zone affectée par la chaleur d'aciers microalliés à 0,1% de carbone

Influence de l'analyse chimique sur la microstructure et le comportement mécanique de la zone affectée par la chaleur d'aciers microalliés à 0,1% de carbone PDF Author: Pascal Verrier
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Languages : fr
Pages : 143

Book Description
Dans les structures soudées avec un fort apport d'énergie, la zone affectée par la chaleur (Z.A.C.) présente généralement les plus faibles caractéristiques de résistance à la rupture fragile. L'objectif de ce travail est de déterminer les influences de l'énergie de soudage et de l'analyse chimique des aciers sur la ténacité de la Z.A.C.. L'étude de la microstructure est un intermédiaire nécessaire à la compréhension métallurgique du problème. L'évolution microstructurale avec l'énergie de soudage s'interprète à partir de l'analyse chimique des aciers et en particulier à partir des teneurs en titane, et niobium. Les investigations en microscopie optique, microscopie électronique en transmission et spectrométrie Mössbauer, sur trois nuances d'aciers microalliés au titane et/ou au niobium, mettent en évidence l'effet prédominant et néfaste de l'austénite retenue sur la ténacité de la Z.A.C.. Nous démontrons que la stabilisation de ce microconstituant résulte de son enrichissement en carbone. La baisse de ténacité s'interprète par le rôle de concentrateur de contraintes du constituant « MA ». La transformation martensitique, au cours du choc, de l'austénite retenue est reliée à sa morphologie, à sa teneur en carbone et à la plasticité de la matrice. L'augmentation de la taille de lattes a également une influence nocive sur la résilience de la Z.A.C.. Ces deux paramètres expliquent l'évolution de la résilience de la Z.A.C. avec la microstructure.