Influence des vibrations à basse fréquence sur la microstructure d'alliages Al-Mg coulés en moule permanent PDF Download
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Book Description
L'une des façons d' augmenter les performances mécaniques des pièces moulées est de réduire la taille moyenne des grains. L'utilisation des effets de la vibration du moule lors de la solidification permet d'agir en ce sens, soit sur l'affinage des grains. La présente étude porte donc sur l'affinage des grains par vibro-solidification d' alliages binaires Al-Mg. Les vibrations sont transmises au moule à l'aide d'une poutre d'acier vibrant à sa propre fréquence de résonance. Cinq alliages avec des teneurs en magnésium comprises entre 0% et 12,90/0 poids, ont été moulés dans un moule préchauffé à des températures variant entre 200°C et 400°C. Pour chacune des conditions de moulage avec et sans vibration, la microstructure des pièces moulées et le degré de remplissage du moule ont été caractérisés. Les résultats obtenus montrent que la vibro-solidification ne contribue pas de façon significative à l'affinage de la structure granulaire des alliages étudiés, mais contribue à un degré supérieur de remplissage des moules. Le taux de refroidissement en surface et au coeur des pièces moulées n'est pas influencé significativement par les vibrations. Par contre, la présence de vibrations lors de la coulée apporte une plus grande uniformité dans les résultats obtenus. Finalement, une augmentation de la teneur en Mg de 0 à 12,9% dans l'alliage contribue à réduire la taille moyenne des grains d'environ 26 % dans les pièces vibrées comparativement à environ 23 % dans les pièces non vibrées. De plus, les pièces solidifiées avec vibrations montrent un fini de surface plus rugueux et des bavures plus apparentes sur le pourtour des pièces moulées à cause d'un accroissement de la fluidité de l'alliage.
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L'une des façons d' augmenter les performances mécaniques des pièces moulées est de réduire la taille moyenne des grains. L'utilisation des effets de la vibration du moule lors de la solidification permet d'agir en ce sens, soit sur l'affinage des grains. La présente étude porte donc sur l'affinage des grains par vibro-solidification d' alliages binaires Al-Mg. Les vibrations sont transmises au moule à l'aide d'une poutre d'acier vibrant à sa propre fréquence de résonance. Cinq alliages avec des teneurs en magnésium comprises entre 0% et 12,90/0 poids, ont été moulés dans un moule préchauffé à des températures variant entre 200°C et 400°C. Pour chacune des conditions de moulage avec et sans vibration, la microstructure des pièces moulées et le degré de remplissage du moule ont été caractérisés. Les résultats obtenus montrent que la vibro-solidification ne contribue pas de façon significative à l'affinage de la structure granulaire des alliages étudiés, mais contribue à un degré supérieur de remplissage des moules. Le taux de refroidissement en surface et au coeur des pièces moulées n'est pas influencé significativement par les vibrations. Par contre, la présence de vibrations lors de la coulée apporte une plus grande uniformité dans les résultats obtenus. Finalement, une augmentation de la teneur en Mg de 0 à 12,9% dans l'alliage contribue à réduire la taille moyenne des grains d'environ 26 % dans les pièces vibrées comparativement à environ 23 % dans les pièces non vibrées. De plus, les pièces solidifiées avec vibrations montrent un fini de surface plus rugueux et des bavures plus apparentes sur le pourtour des pièces moulées à cause d'un accroissement de la fluidité de l'alliage.
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NOUS AVONS ETUDIE L'INFLUENCE DU TRAITEMENT THERMOMECANIQUE DES ALLIAGES AL-ZN-MG-CU SUR LEUR MICROSTRUCTURE ET LEURS PROPRIETES MECANIQUES. PLUS SPECIFIQUEMENT, NOUS AVONS ETUDIE COMMENT LES MECANISMES DE PRECIPITATION ET DE DURCISSEMENT STRUCTURAL SONT MODIFIES LORSQU'ON INTRODUIT DES DISLOCATIONS PAR DETENSIONNEMENT PREALABLEMENT AU TRAITEMENT DE REVENU. LA PREMIERE APPROCHE DE CE PROBLEME EST EXPERIMENTALE : LE BUT ETAIT D'OBTENIR DES RELATIONS ENTRE LES MICROSTRUCTURES DEVELOPPEES SUIVANT LES DIFFERENTS TRAITEMENTS THERMOMECANIQUES ET LES PROPRIETES MECANIQUES QUI EN RESULTENT. POUR CELA NOUS AVONS UTILISE DE NOMBREUSES TECHNIQUES D'INVESTIGATION COMPLEMENTAIRES : MICROSCOPIE OPTIQUE ET ELECTRONIQUE EN TRANSMISSION, CALORIMETRIE DIFFERENTIELLE, DIFFUSION CENTRALE DES RAYONS X, TOMOGRAPHIE ATOMIQUE, RESISTIVITE, MICRODURETE ET ESSAIS DE TRACTION. DANS UN DEUXIEME TEMPS, NOUS AVONS DEVELOPPE UN MODELE DE PRECIPITATION COMPETITIVE HOMOGENE/HETEROGENE SUR LES DISLOCATIONS. CE MODELE INTEGRE CONTINUMENT LES DIFFERENTES ETAPES DE LA PRECIPITATION (GERMINATION, CROISSANCE ET COALESCENCE) ET DU DURCISSEMENT STRUCTURAL (CISAILLEMENT, CONTOURNEMENT). NOUS AVONS PU RETROUVER LES PRINCIPAUX RESULTATS EXPERIMENTAUX A L'AIDE DE CE MODELE. ENFIN, NOUS AVONS ETUDIE LES PROPRIETES PLASTIQUES DE NOS MATERIAUX, SUIVANT L'ETAT DE PRECIPITATION. PLUS PARTICULIEREMENT, NOUS AVONS PU METTRE EN EVIDENCE LA PRESENCE D'UNE PRECIPITATION DYNAMIQUE LORS D'ESSAIS DE TRACTION DANS DES ETATS SURSATURES, APPORTANT UN ECROUISSAGE TRES ELEVE.
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Nous avons etudie l'influence du traitement thermomecanique des alliages al-zn-mg-cu sur leur microstructure et leurs proprietes mecaniques. Plus specifiquement, nous avons etudie comment les mecanismes de precipitation et de durcissement structural sont modifies lorsqu'on introduit des dislocations par detensionnement prealablement au traitement de revenu. La premiere approche de ce probleme est experimentale : le but etait d'obtenir des relations entre les microstructures developpees suivant les differents traitements thermomecaniques et les proprietes mecaniques qui en resultent. Pour cela nous avons utilise de nombreuses techniques d'investigation complementaires : microscopie optique et electronique en transmission, calorimetrie differentielle, diffusion centrale des rayons x, tomographie atomique, resistivite, microdurete et essais de traction. Dans un deuxieme temps, nous avons developpe un modele de precipitation competitive homogene/heterogene sur les dislocations. Ce modele integre continument les differentes etapes de la precipitation (germination, croissance et coalescence) et du durcissement structural (cisaillement, contournement). Nous avons pu retrouver les principaux resultats experimentaux a l'aide de ce modele. Enfin, nous avons etudie les proprietes plastiques de nos materiaux, suivant l'etat de precipitation. Plus particulierement, nous avons pu mettre en evidence la presence d'une precipitation dynamique lors d'essais de traction dans des etats sursatures, apportant un ecrouissage tres eleve.
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ETUDE EXPERIMENTALE POUR LES ALLIAGES CONTENANT 0 A 1% DE MAGNESIUM. ANALYSE PAR MICROSCOPIE ELECTRONIQUE EN TRANSMISSION ET PAR ANALYSE ENTHALPIQUE DIFFERENTIELLE DE L'EVOLUTION DE LA PRECIPITATION. ANALYSE DE LA CORRELATION ENTRE LA PRECIPITATION ET LES PROPRIETES MECANIQUES EN UTILISANT DES ESSAIS DE DURETE ET DE TRACTION. SEULS LES ALLIAGES A FAIBLE TENEUR EN MAGNESIUM S'AVERENT INTERESSANTS SUR LE PLAN D'UNE APPLICATION. INFLUENCE DE LA STRUCTURE (CRISTALLISATION ET TEXTURE) SUR LES PROPRIETES MECANIQUES ET EN PARTICULIER SUR LEUR HETEROGENEITE SUIVANT LA DIRECTION TRAVERS-LONG
Author: Philippe Gomiero Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 134
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L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL EST DE CORRELER L'EVOLUTION DE LA MICROSTRUCTURE A L'EVOLUTION DES PROPRIETES MECANIQUES D'UN ALLIAGE AL-LI-CU-MG (ZR), TYPE 2091, A L'ETAT SOUS REVENU, EN LES COMPARANT AUX ALLIAGES MODELES AL LI ET AL CU MG. UNE ETUDE FINE DE LA MICROSTRUCTURE DE L'ALLIAGE A ETE EFFECTUEE PAR MICROANALYSE X, DIFFUSION CENTRALE EN RAYON X, MICROCALORIMETRIE ET MICROSCOPIE ELECTRONIQUE EN TRANSMISSION. ELLE A MIS EN EVIDENCE: I) UNE PHASE GROSSIERE R EN QUANTITE NON NEGLIGEABLE, QUI DIMINUE LA TENEUR EN SOLUTES PAR RAPPORT A LA COMPOSITION INITIALE; II) UNE PHASE AL#3LI SPHERIQUE DE STRUCTURE L1#2, ET DES ZONES GPB (PLAQUETTES RICHES EN CUIVRE ET MAGNESIUM); III) DES LATTES S SEMI-COHERENTES SUR UNE STRUCTURE DENSE ET ORIENTEE DE DEFAUTS DE TREMPE. A PARTIR DE L'ETUDE DE L'EVOLUTION DE LA MICROSTRUCTURE LE DURCISSEMENT STRUCTURAL MESURE A PU ETRE CORRECTEMENT INTERPRETE A PARTIR DE MODELES EXISTANTS, EN TENANT COMPTE ENTRE AUTRES D'UN EFFET D'ORDRE POUR LA PRECIPITATION AL#3LI ET D'UN EFFET DE MODULE POUR LES ZONES GPB. LE DURCISSEMENT D'ECROUISSAGE EST DECRIT PAR LE MODELE D'ASHBY, EN TENANT COMPTE DE LA LOCALISATION DE LA DEFORMATION. L'EVOLUTION DES CARACTERISTIQUES DE L'EFFET PORTEVIN LE CHATELIER EN FONCTION DU REVENU EST INVOQUEE POUR RENDRE COMPTE DE LA CHUTE DE TENACITE, EN TERMES DE DISSIPATION PLASTIQUE EN TETE DE FISSURE
Author: Stéphane Thibodeau
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