Influence de traitements thermomécaniques sur les textures, microstructures et propriétés élastiques d'un alliage Fe-40at.%AI à grains fins PDF Download
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Author: Eric Suzon Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 194
Book Description
L'objectif de cette thèse est d'étudier les effets de traitements thermomécaniques sur les textures, les microstructures et les propriétés élastiques d'un alliage Fe-40%at.Al ODS à grains fins obtenu par consolidation de poudre broyée. La microstructure a été caractérisée par MEB et MET. Les textures ont été mesurées par diffraction des rayons X et par MEB couplé à un système EBSD. L'analyse de la formation des textures a été complétée par des simulations à l'aide du modèle de Taylor et l'anisotropie des propriétés élastiques a été caractérisée en utilisant le modèle de Hill à partir des mesures des textures. L'effet de plusieurs modes de consolidation des poudres à 1100ʻC est étudié tels que l'extrusion, la compression axiale et le martelage rotatif. Le meilleur module d'Young est obtenu pour une barre extrudée puis comprimée axialement de 50%, avec une texture mixte 110 et 111. La composante 110 est issue de l'extrusion et la composante 111 de la compression et de la recristallisation dynamique partielle. La microstructure reste fine grâce à l'action des particules d'oxydes qui limitent la recristallisation dynamique. L'influence d'un traitement de recristallisation statique est aussi étudiée. L'écrouissage critique du matériau est de 8% pour un traitement thermique à 1000ʻC. La texture et la microstructure d'une barre initialement extrudée sont significativement modifiées après compression à froid de 10% suivie de traitements thermiques. Une étude de cinétique de recristallisation a permis de constater que les deux étapes de la recristallisation - la recristallisation primaire et la croissance des grains - conduisent à une anisotropie de la microstructure avec de larges grains allongés dans l'axe de la barre. Cette morphologie allongée est fortement liée à l'alignement des particules d'oxydes selon l'axe de la barre. Un mécanisme de croissance anormale conduit à une texture 111 modérée qui agit favorablement sur le module d'Young. Après compression de 16%, le mécanisme de recristallisation est différent. La microstructure constituée de grains plus petits reste équiaxe. La texture est faible et montre des composantes proches des composantes de déformation. La croissance des grains est normale mais assez lente à cause de la présence des particules d'oxydes. D'une manière générale, la recristallisation statique à l'issue de la compression conduit à une amélioration du module d'Young.
Author: Eric Suzon Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 194
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L'objectif de cette thèse est d'étudier les effets de traitements thermomécaniques sur les textures, les microstructures et les propriétés élastiques d'un alliage Fe-40%at.Al ODS à grains fins obtenu par consolidation de poudre broyée. La microstructure a été caractérisée par MEB et MET. Les textures ont été mesurées par diffraction des rayons X et par MEB couplé à un système EBSD. L'analyse de la formation des textures a été complétée par des simulations à l'aide du modèle de Taylor et l'anisotropie des propriétés élastiques a été caractérisée en utilisant le modèle de Hill à partir des mesures des textures. L'effet de plusieurs modes de consolidation des poudres à 1100ʻC est étudié tels que l'extrusion, la compression axiale et le martelage rotatif. Le meilleur module d'Young est obtenu pour une barre extrudée puis comprimée axialement de 50%, avec une texture mixte 110 et 111. La composante 110 est issue de l'extrusion et la composante 111 de la compression et de la recristallisation dynamique partielle. La microstructure reste fine grâce à l'action des particules d'oxydes qui limitent la recristallisation dynamique. L'influence d'un traitement de recristallisation statique est aussi étudiée. L'écrouissage critique du matériau est de 8% pour un traitement thermique à 1000ʻC. La texture et la microstructure d'une barre initialement extrudée sont significativement modifiées après compression à froid de 10% suivie de traitements thermiques. Une étude de cinétique de recristallisation a permis de constater que les deux étapes de la recristallisation - la recristallisation primaire et la croissance des grains - conduisent à une anisotropie de la microstructure avec de larges grains allongés dans l'axe de la barre. Cette morphologie allongée est fortement liée à l'alignement des particules d'oxydes selon l'axe de la barre. Un mécanisme de croissance anormale conduit à une texture 111 modérée qui agit favorablement sur le module d'Young. Après compression de 16%, le mécanisme de recristallisation est différent. La microstructure constituée de grains plus petits reste équiaxe. La texture est faible et montre des composantes proches des composantes de déformation. La croissance des grains est normale mais assez lente à cause de la présence des particules d'oxydes. D'une manière générale, la recristallisation statique à l'issue de la compression conduit à une amélioration du module d'Young.
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L'élaboration par mécanosynthèse des intermétalliques Fe40%at.Al, de structure B2, renforcés par une dispersion fine d'oxyde d'yttrium, a ouvert une voie pour remédier aux problèmes liés à leur fragilité et à leur faible ductilité. Cette étude s'attache à caractériser l'influence de paramètres du procédé d'élaboration sur l'évolution des microstructures, des textures et des propriétés mécaniques de barres extrudées. Pour cela, la température et le rapport d'extrusion ont été modifiés. Des poudres de natures différentes, ont été employées et l'effet de traitements thermiques a été caractérisé. La microstructure a été caractérisée en MET, les textures ont été mesurées par diffraction des RX, EBSP et par MOI. Les propriétés mécaniques ont été déterminées par essais de traction. L'analyse de la formation des textures a été complétée par des simulations à l'aide du modèle Taylor et le modèle de Young a été calculé en utilisant les modèles de Reuss, Voigt et Hill. L'élévation de la température d'extrusion renforce d'abord la texture de déformation caractérisée par une fibre 110. En revanche, à 1250°C, la texture de la fibre 110 est partiellement remplacée par une fibre 111 associée à l'apparition de la recristallisation. La conservation de la texture de déformation jusqu'à 1200°C est due à la fine dispersion d'oxyde qui inhibe la recristallisation. En terme de rigidité, l'app de la fibre 111, est compensée, par l'affaiblissement de la composante 110. L'influence de la microstructure sur la limite de l'élasticité a été rationalisée en tenant compte des durcissements associés à la taille de grain et de particules et à la présence de défauts dans la matrice. Les traitements thermiques ont montré qu'au delà d'une température, correspondant à la transition de phase B2 → A2 (vers 1270°C), une croissance anormale de grains d'orientation 111 intervient sans recristallisation primaire. En dessous de cette température critique la microstructure est très stable
Author: MARIE LAURE.. DUPONT HOSOTTE Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 127
Book Description
LES BONNES CARACTERISTIQUES MECANIQUES A HAUTE TEMPERATURE ET LA FAIBLE DENSITE DES ALUMINIURES DE TITANE EN FONT DES CANDIDATS SUSCEPTIBLES D'ETRE UTILISES EN AERONAUTIQUE. CEPENDANT, LEUR FAIBLE DUCTILITE A BASSE TEMPERATURE LIMITE ACTUELLEMENT LEURS UTILISATIONS EVENTUELLES. LES TEXTURES MORPHOLOGIQUE ET CRISTALLOGRAPHIQUE DES CES ALLIAGES INFLUENCANT PARTICULIEREMENT LES PROPRIETES MECANIQUES, NOUS NOUS SOMMES DONC INTERESSES A LEUR ETUDE EN FONCTION DES TRAITEMENTS THERMIQUES ET/OU THERMOMECANIQUES. L'ALLIAGE ETUDIE EST UN ALLIAGE BIPHASE GAMMA/ALPHA2, DE COMPOSITION 48% DE TITANE, 48% D'ALUMINIUM, 2% DE CHROME ET 2% DE NIOBIUM. SA MICROSTRUCTURE EST COMPOSEE DE GRAINS LAMELLAIRES BIPHASES ET DE GRAINS MONOLITHIQUES MONOPHASES GAMMA. NOUS AVONS MONTRE QU'UN SIMPLE TRAITEMENT THERMIQUE N'EFFACE PAS LA TEXTURE DE SOLIDIFICATION DE TYPE 111UVW ET QUE LA MICROSTRUCTURE N'EST QUE PEU INFLUENCEE PAR CES TRAITEMENTS. NOUS AVONS MONTRE QUE LES GRAINS MONOLITHIQUES PRESENTS DANS NOTRE ALLIAGE ONT UNE TEXTURE IDENTIQUE A LA TEXTURE GLOBALE ET N'ONT DONC PAS ETE FORMES PAR SEGREGATION (HYPOTHESE FORMULEE DANS LA LITTERATURE) MAIS PAR UN MECANISME DONT NOUS AVONS FAIT L'HYPOTHESE : ILS SE FORMERAIENT AU COURS DU REFROIDISSEMENT APRES SOLIDIFICATION LORS DU PASSAGE DANS LE DOMAINE MONOPHASE GAMMA A UNE TEMPERATURE PROCHE DU PALIER EUTECTOIDE (D'APRES L'OBSERVATION DU DIAGRAMME DE PHASES BINAIRE TI-AL, CE PASSAGE DANS LE DOMAINE GAMMA N'ETAIT PAS PREVU). DANS UNE DEUXIEME PARTIE DE L'ETUDE, DEUX SENS DE FORGEAGE ONT ETE ETUDIES : PARALLELE OU PERPENDICULAIRE AUX GRAINS COLONNAIRES. LE PREMIER NE MODIFIANT PAS LA TEXTURE DE SOLIDIFICATION, NOUS NOUS SOMMES INTERESSES PARTICULIEREMENT AU DEUXIEME. LA TEXTURE DE SOLIDIFICATION EST, DANS CE CAS, FORTEMENT MODIFIEE (DE MEME QUE LA MICROSTRUCTURE), CEPENDANT, APRES TRAITEMENT THERMIQUE A UNE TEMPERATURE SUPERIEURE A 1250C, LA FIBRE 111 REAPPARAIT.
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La forte interdépendance entre les traitements thermomécaniques d'élaboration et les propriétés des métaux (e.g. ductilité ou résistance mécanique) amène à décrire les métaux par les caractéristiques de l'agrégat polycristallin (caractéristiques microstructurales et texture cristallographique). Au cours du laminage à chaud des alliages d'aluminium, la fragmentation des grains en sous-grains (contrôlée par les phénomènes métallurgiques d'écrouissage et de restauration dynamique), est un paramètre clé des évolutions de ces caractéristiques, mais pour lequel il manque une description quantitative. Ce travail de thèse répond à cette attente, en apportant, par l'acquisition de cartes d'orientations locales par EBSD, une caractérisation précise des sous-structures de compression plane à chaud (" channel-die " [sigma]=10-3/10-1/1/10 s-1, T=400/450/500ʿC, sigma=75%) de monocristaux d'alliage Al-1%Mn (orientations typiques des composantes textures de laminage à chaud, cube {001}100, Laiton {110}112, Cuivre {112}111, mais aussi U {110}110). L'influence de l'orientation des monocristaux se traduit par 3 types de microstructures : 1 - Stable (sous-structure et sous-texture homogène : Orientation Laiton et U). 2 - Instable (formation de bandes de déformation : orientation Cuivre). 3 - Métastable (sous-structure et sous-texture hétérogène : orientation cube). Pour les orientations stables, l'influence des conditions de déformation, se traduit par une relation linéaire entre le paramètre de Zener-Hollomon Z et l'intercept moyen. De plus, une approche statistique originale qui décrit quantitativement les étalements des sous-textures (distribution des orientations intragranulaires), montre le comportement de type LEDs (" Low Energy Dislocation structures ") des orientations stables. Pour l'orientation cube, la microstructure est hétérogène, avec une forte différence de taille des sous-grains suivant les zones. Cette hétérogénéité diminue avec la diminution de Z.
Author: Eric Suzon
Author: Eric Suzon
Author: Sébastien Lenhard
Author: MARIE LAURE.. DUPONT HOSOTTE
Author: Jean-Christophe Glez