Dissertations / Theses on the topic 'Aciers inoxydables austéno-ferritiques'

Les aciers inoxydables sont employés dans des secteurs d’activitéspour lesquels les caractéristiques mécaniques et la résistance à lacorrosion sont primordiaux. Les nuances austéno-ferritiques sansmolybdène (lean-duplex), ont une résistance à la corrosion et despropriétés mécaniques supérieures aux aciers inoxydables austénitiques.Cependant, leur usinabilité est inférieure à celle de leur homologueausténitique. Pour améliorer cette propriété des éléments peuvent êtreajoutés dans les nuances, tel que le niobium. L’objectif de cette étude estd’améliorer l’usinabilité des lean-duplex sans dégrader les autrespropriétés. Différentes teneurs en niobium ont été ajoutées dans un1.4362 pour comprendre comment cet élément affecte la microstructure,la résilience, et la résistance à la corrosion par piqûres. Ces résultatsvont permettre de définir une teneur en niobium optimale. Pour finir, desessais d’usinabilité et de résilience ont été effectués sur des couléesindustrielles de 1.4362 avec et sans niobium après divers traitementsthermiques pour comprendre l’influence d’un ajout de niobium sur cesdeux propriétés
Stainless steels are used in some industries requiring mechanicalproperties and corrosion resistance. Lean duplex have higher corrosionresistance and mechanical properties than the austenitic stainless steels.However, their machinability is below that of the corresponding austeniticstainless steels. To improve it, some elements can be added in thegrade, like niobium. The aim of this study is to increase machinability oflean duplex grades without degrading their other properties. Differentcontents of niobium were tested in a 1.4362 to understand how thiselement affects the microstructure, the toughness and the pittingcorrosion resistance. With these results optimum niobium content isdefined. Turning and toughness experiments were done on industrial1.4362 grades with and without niobium and with different heatstreatments in order to understand how niobium can influence theseproperties

Les aciers inoxydables austéno-ferritiques moulés sont utilisés pour certains composants ducircuit primaire des centrales nucléaires de génération II. Aux températures de service (285 °C -325 °C), des modifications de propriétés mécaniques sont observées. Elles sont imputables auxtransformations de phases au sein de la ferrite de ces aciers : la décomposition spinodale (DS) en phaseα (riche en Fe) et α’ (riche en Cr) et la précipitation de la phase G aux interfaces α/α'. S'il est admisque la composition de l’acier influe sur l’évolution des transformations de phase de la ferrite (lesaciers moins riches en Ni et Mo sont moins sensibles au vieillissement), aucune étude, à ce jour, n'apermis de mettre en évidence l'influence du Ni, Mo, Mn et des synergies éventuelles sur levieillissement des aciers ni de déterminer la contribution de la phase G à l'évolution des propriétésmécaniques. Dans cette étude, les cinétiques des transformations de phase de la ferrite d'aciers inoxydable austéno-ferritiques pauvres en Mo et riches en Mo ainsi que de celle d'alliages modèles decomposition ciblée ont été étudiées par sonde atomique tomographique (SAT) et par mesure demicrodureté. Les travaux ont répondu aux trois questions suivantes : - Quantification de la contribution des différentes phases au durcissement : L'utilisation conjointe de modèles de durcissement et des données obtenues par la sonde a montré que, contrairement à ce qui était dit dans la littérature, la phase G est le contributeur majoritaire au durcissement pour les aciers avec Mo. Ce n'est qu'aux temps longs, lorsque la coalescence des particules de phase G intervient et que la DS est plus développée que la contribution de la DS devient prépondérante. Ceci est dû à la forte densité de particules de phase G dans ces aciers. Dans le cas des aciers sans Mo qui contiennent dix fois moins de particules en début de cinétique, la phase G et la DS ont des contributions équivalentes. – Influence du Ni, Mo et Mn : L’étude d’alliage modèles de compositions ciblées a montré que seul le Ni accélère la décomposition spinodale et que le Mn a un rôle prépondérant dans la formation des particules de phase G aux interfaces α/α’. - Efficacité d'un traitement thermique de régénération à 550 °C: Une alternative au remplacement des composants les plus vieillis pourrait être un traitement thermique dit de régénération. Les recuits à 550 °C permettent de restaurer entièrement les aciers sans Mo et partiellement les aciers avec Mo. Ceci est dû au fait que les particules de phase G ne sont pas entièrement dissoutes dans le cas des aciers avec Mo, induisant un durcissement résiduel. Dans tous les cas, la DS est entièrement dissoute
Cast austenitic-ferritic stainless steels are used in primary circuit of 2nd generation nuclearpower plants. At operating temperature (285 °C - 325 °C), evolution of mechanical properties isobserved due to the phase transformations occurring within the ferrite: spinodal decomposition (SD)leading to the formation on a Fe rich phase (α) and a Cr rich phase (α ') and the precipitation of the G-phase at α/α' interfaces. This evolution of the mechanical properties can be prohibitive for thecomponents. If it is well known that the steel composition plays an important role on the evolution ofthe properties (steels less rich in Ni and Mo are less sensitive to aging), the role of solute elements asNi, Mo and Mn on the aging kinetics is not yet known so as the contribution of the G-phase on thehardening during the thermal aging. In this study, the aging kinetics of the ferrite of some austenitic-ferritic stainless steels with or without Mo and model alloys with tuned compositions have been studied by atom probe tomography (APT) and by micro hardness measurements. This works answered the three following questions: - Quantification of the contribution of both spinodal decomposition and G-phase precipitation on hardening of the ferrite: combination of hardening models and data obtained with APT permitted to show that G-phase precipitation is clearly the main contributor to ferrite hardness increase at early stage of ageing in Mo-bearing steels. This is due to the high number density of G-phase particles. In Mo-free steels which have ten times less G-phase particles, contributions of both spinodal decomposition and G-phase precipitation are similar. In both cases, when coarsening of G-phase particles occurs and SD is well developed, SD contribution becomes larger. - Influence of Ni, Mo and Mn on aging kinetics: The study of model alloys with tuned composition has shown that only Ni plays a role on SD by enhancing the decomposition. Mn is a key element for the precipitation of G-phase particles at α/α' interfaces. - Efficiency of regeneration heat treatment at 550 °C: an alternative to component replacement is to perform a heat treatment at higher temperature in order to restore the properties of the components. The heat treatments performed permitted to entirely restore the mechanical properties of Mo free steels and partially the properties of Mo bearing ones. This is due to the presence of undissolved G-phase particles in the case of Mo bearing alloys. In each case, SD was totally dissolved

Cette étude porte sur le comportement des aciers inoxydables austéno-ferriques en corrosion sous contrainte (c. S. C. ) en milieu chloruré et présence de H2S. L'aspect phénoménologique de la fissuration dans ces aciers, ainsi que le role de la microstructure sur la propagation des fissures ont été étudiés. Grâce à l'emploi de nouvelles techniques d'endommagement de la surface, simulant la rupture mécanique du film passif en fond de fissure, il a été possible d'évaluer l'influence du film protecteur de surface vis-a-vis de l'entrée de l'hydrogène dans le metal. L'étude de la cinétique de repassivation de chaque phase de l'alliage austéno-ferritique, après l'endommagement du film passif, a permis de montrer que la phase ferritique se repassive plus rapidement que la phase austénitique. . .

ACe travail est consacré à l'étude de la corrosion sous contrainte des aciers inoxydables austéno-ferritiques. Le matériau étudié correspond selon la norme afnor à un acier Z3 CNDU 25. 07 Az. Les essais de corrosion sous contrainte, réalisés dans des milieux synthétiques acides caractérisés par la présence de sulfure d'hydrogène, permettent d'identifier la fissuration et les paramètres influant sur son apparition. Sous polarisation électrochimique, ces essais mettent en relief le rôle de l'hydrogène dans ce phénomène. L'influence de la température sur la fissuration à potentiel libre montre la nécessité de la dissolution anodique localisée dans l'amorçage d'une fissure et l'insuffisance de la dissolution pour expliquer la propagation de celle-ci. L'aspect localise du phénomène de fissuration nous a conduit à associer les essais de CSC avec la spectrométrie de masse d'ions secondaires et des examens micrographiques. La résolution du problème particulier de l'analyse chimique de l'hydrogène est à l'origine de résultats nouveaux pour la compréhension des mécanismes de propagation. En milieu électrolytique a potentiel libre, l'hydrogène est piégé en fond de fissure et lie au chemin de fissuration. L'absorption d'hydrogène associée à la dissolution anodique provoque la rupture de la ferrite intrinsèquement sensible à l'hydrogène. Ce clivage induit la création d'un défaut critique dans l'austénite. Celle-ci limite la propagation par un mécanisme de plasticité. Cependant, l'hydrogène piégé par les dislocations, participe à la rupture de l'austénite si le niveau de déformation dépasse le K1c local. Cette étude montre l'intérêt d'associer les essais de CSC à des nouvelles techniques d'analyse pour progresser dans la compréhension des mécanismes de fissuration.

La Corrosion Haute Température (HTC), en environnements divers et sévères, d'alliages métalliques toujours plus élaborés en termes de composition et micro-structure, est un sujet industriel et scientifique très complexe. La PhotoElectroChimie (PEC) est une technique de choix pour caractériser les propriétés physico-chimiques et électroniques des couches d'oxydation très hétérogènes formées en HTC. Sur des exemples d'alliages modèles mais représentatifs de la réalité industrielle (aciers duplex, base-Nickel 690), ce travail présente le développement et la validation d'un dispositif expérimental permettant d'appliquer pour la première fois tout l'arsenal des techniques PEC à l'échelle mésoscopique (typiquement 30 µm), ainsi que la validation d'une modélisation originale développée au SIMaP des spectres de photocourants en énergie, qui permet de les décrire et ajuster finement et d'en extraire notamment avec précision les gaps des oxydes semiconducteurs présents dans la couche thermique
High Temperature Corrosion (HTC), in various and severe atmospheres, of continually more elaborated (composition, micro–structure) metallic alloys, is a rather complex industrial and scientific topic. PhotoElectroChemistry (PEC) acquired a special place in the characterization of physico–chemical and electronic properties of the highly heterogeneous oxidation layers formed in HTC. Through studies of model but industrially representative samples (duplex stainless steel, Ni–base alloy 690), this work presents the development and validation of an experimental set–up allowing for the first time to use the whole set of PEC techniques at the mesoscopic level (typically 30 µm), as well as the validation of an original model of photocurrent energy spectra, developed at SIMaP, allowing to well describe, and accurately fit the latter spectra, and thus yielding, notably, precise bandgap values for the semiconducting components of the thermal scale

Les aciers inoxydables austéno-ferritiques présentent une microstructure biphasée dans laquelle se mêlent austénite et ferrite. Leurs caractéristiques mécaniques élevées ainsi que leur bonne tenue en corrosion en font un candidat sérieux pour remplacer les aciers inoxydables austénitiques. Malheureusement, la faible forgeabilité de ces alliages rend la fabrication de tôles particulièrement critique. En effet, le phénomène de " crique de rive " est fréquemment rencontré au cours des étapes du laminage à chaud. Par conséquent, cela nécessite des opérations supplémentaires comme le découpage des rives, ce qui aboutit à une augmentation des coûts de production. Les différents facteurs influençant la ductilité à chaud de ces aciers sont passés en revue afin d'identifier quels sont les zones d'ombres. La synthèse bibliographique révèle deux zones d'ombres : d'une part, le manque d'un essai de ductilité à chaud permettant de discriminer différentes microstructures en terme de résistance à la propagation de fissure à haute température ; et d'autre part l'absence de données quantitative concernant la partition de la déformation entre la ferrite et l'austénite lors des étapes de mise en forme à chaud. Le concept de travail essentiel de rupture a été appliqué à hautes températures. Il a été démontré que cette méthode est fiable et discriminante pour quantifier la résistance à la propagation de fissure à haute température. Elle permet également de générer un paramètre physique pertinent pour optimiser les microstructures par rapport à un mode de mise en forme donné. La technique conventionnelle de micro-grilles a été adaptée de manière à cartographier à haute température les déformations à l'échelle de la microstructure. Cette technique fournit en plus des résultats qualitatifs concernant les mécanismes de déformations, des données quantitatives à propos de la partition de la déformation entre la ferrite et l'austénite. Ces données peuvent être utilisées afin de valider les modèles qui prédisent le comportement à chaud des aciers duplex pendant les premières étapes du laminage à chaud. Les deux outils developpés au cours de cette étude permettent de donner des solutions pour éviter le phénomène de " crique de rives ".

Cette étude concerne principalement la rupture à 20°C d'un acier inoxydable moulé ZCND19-10M, contenant 20% de ferrite, vieilli 700 h à 400°C, afin d'en tirer un critère de rupture d'un élément de volume, dans le cadre de l'approche locale de la rupture. Des essais de traction sur des éprouvettes axisymétriques entaillées permettent d'étudier l'effet de la triaxialité des contraintes sur la ductilité. Les mécanismes de rupture sont étudiés sur des coupes métallographiques, et des examens fractographiques. Des fissures de clivage sont amorcées dans la ferrite et s'arrêtent dans l'austénite. Elles croissent par émoussement dans l'austénite, puis forment une macro-fissure par coalescence. Ces fissures de clivage sont groupées en "amas". Une étude cristallographique montre qu'elles apparaissent dans des grains d'austénite se déformant en glissement simple, la contrainte d'incompatibilité entre les deux phases étant plus élevée dans ce cas. A une échelle supérieure, l'analyse mécanique des conditions de germination des fissures, montre que celle-ci est contrôlée par la déformation plastique. De plus, les fissures apparaissent progressivement quand la déformation augmente. Un modèle de comportement de matériau poreux de Gurson, a été utilisé pour simuler la rupture ductile de ce matériau. A l'aide de tirages aléatoires des grains fortement endommagés (les amas de fissures) dans les éprouvettes entaillées, et de calculs aux éléments finis de ces mêmes éprouvettes, nous montrons que la ductilité est contrôlée par la rupture des amas, et que sa grande dispersion peut être correctement reproduite

L'azote additionne aux aciers inoxydables duplex austeno-ferritiques se retrouve, en raison de son caractere fortement gammagene, fortement concentre dans la phase austenitique. Il s'en suit un durcissement considerable de la phase austenitique, qui peut au-dela d'une certaine teneur en azote, devenir plus dure que la phase ferritique. Ceci permet une amelioration de la resistance mecanique des aciers duplex, sans reduction notable de ductilite. Deux aciers duplex type 22-05 (50% austenite +50% ferrite) differemment charges en azote (0,11 et 0,18% pds respectivement) sont etudies d'un point de vue comportement en fatigue plastique oligocyclique a temperature ambiante. La structure composite des aciers duplex conduit a un comportement d'accommodation de la deformation plastique cyclique fonction de la teneur en azote et du niveau d'amplitude de deformation impose: 1) a bas niveau de deformation, la deformation plastique est accommodee essentiellement par la phase ferritique, moins dure que la phase austenitique en presence d'azote. Ceci conduit a un amorcage des microfissures dans cette meme phase. La localisation de la deformation plastique dans la phase ferritique est alors d'autant plus importante que la teneur en azote est elevee; ceci se traduit par une reduction de la duree de vie, lorsque la teneur en azote augmente; 2) a haut niveau de deformation, les deux phases accommodent la deformation plastique et en consequence, l'amorcage des microfissures a lieu indifferemment dans les deux phases. Le glissement plan des dislocations dans la phase austenitique, favorise par la presence d'azote, conduit a une amelioration de la duree de vie; 3) le niveau de deformation de transition entre le comportement a bas niveau de deformation et celui observe a haut niveau, augmente avec l'accroissement de la teneur en azote. Enfin, en accord avec l'endommagement observe en surface, la microstructure des dislocations depend fortement du niveau de deformation dans la phase austenitique, alors qu'elle ne varie que quantitativement avec le niveau de deformation, dans la phase ferritique.

La ferrite des aciers inoxydables austéno-ferritiques se décompose selon un mode spinodal en deux solutions solides isomorphes, l'une riche en fer () et l'autre riche en chrome () pour des températures atteignant 400°C. Cette décomposition est parfois accompagnée par une précipitation homogène d'une phase intermétallique (phase g). Dans ce travail, nous étudions l'influence des paramètres d'élaboration de l'acier, et plus particulièrement celle de la vitesse de trempe, sur l'évolution microstructurale au vieillissement du matériau. Ces évolutions microstructurales se produisant dans la ferrite à très fine échelle, la sonde atomique et la spectrométrie Mössbauer ont été les outils privilégiés de cette étude. L'analyse des états de réception a montré que le niveau de décomposition de la solution solide ferritique était directement corrélé à l'efficacité de la trempe. Les écarts initiaux de démixtion se trouvent ensuite répercutés sur l'évolution ultérieure du matériau au cours des traitements thermiques. Plus la vitesse de trempe est importante, moins l'état initial est décomposé et plus l'évolution ultérieure au vieillissement est retardée. L'étude des tout premiers stades de vieillissement a révélé l'existence d'une réversion de la démixtion qui se traduit par une amélioration des propriétés mécaniques de l'acier. Nous expliquons cette réversion par la disparition de germes de la phase formés lors du passage de l'acier, durant la trempe, dans le domaine de germination-croissance du diagramme de phases. Ces germes se dissolvent aux températures de traitement thermique (300-400°C) qui placent l'acier dans le domaine de décomposition spinodale. La dissolution des germes fait place à des fluctuations locales de la concentration du chrome, qui servent de tremplin à l'amorce de la décomposition spinodale. Selon l'efficacité de la trempe, le nombre de germes formés sera plus ou moins important, et donc l'amorce de la décomposition spinodale sera plus ou moins rapide expliquant ainsi les décalages de cinétiques observés.

L'étude porte sur la rupture ductile à bas niveau d’énergie de plusieurs aciers austéno-ferritiques obtenus par moulage statique ou par centrifugation, de classe cf8m (z3cnd19-10m), contenant entre 14 et 32% de ferrite. Ces matériaux ont été fragilisés par différents vieillissements thermiques accélérés à 350 ou 400c. La caractérisation mécanique a été faite à 20 ou 320c selon les matériaux, en traction sur éprouvettes axisymétriques lisses et entaillées, en compression uniaxiale sur des pions cylindriques, en ténacité sur éprouvettes ct. Des essais de résilience et de flexion 3 points lente ont été réalisés sur éprouvettes charpy, ce qui a permis de mettre en évidence le faible rôle de la vitesse de déformation sur les résultats. La faible taille des éprouvettes de laboratoire devant les dimensions caractéristiques de la microstructure de ces matériaux moules à gros grains conduit à une importante dispersion expérimentale. Les effets d’échelle qui en découlent portent principalement sur les valeurs caractérisant l’amorçage de la fissure. La structure de solidification des grains ferritiques primaires joue surtout un rôle sur les propriétés en propagation. Par ailleurs, le rôle de la température d'essai sur la transition cisaillement clivage des modes d'endommagement et de rupture de la ferrite a été mis en évidence. La simulation numérique de la rupture des aciers austéno-ferritiques a été effectuée à l'aide d'un modèle de comportement des milieux poreux nécessitant uniquement la connaissance de deux paramètres matériaux. La prise en compte les hétérogénéités d'endommagement liées à l'apparition en amas des fissures de clivage dans la ferrite vieillie a permis de simuler les dispersions expérimentales, ainsi que les effets d’échelle. Les calculs sont restés bi-dimensionnels, mais ils permettent de retrouver l'ensemble des résultats expérimentaux, jusqu'aux valeurs de ténacité sur éprouvettes fissurées ct.

Les aciers inoxydables austeno-ferritiques (ou duplex) peuvent etre sensibles a la corrosion intergranulaire et a la corrosion sous contrainte (csc) sous certaines conditions (traitements thermiques, soudage). Le but de ce travail est de contribuer a la mise au point de l'essai epr (electrochemical potentiodynamic reactivation) en vue de determiner les conditions de normalisation de ce test. Cette methode, qui detecte la dissolution des zones dechromisees liees a la precipitation de la phase intermetallique , permet d'indiquer le degre de sensibilite a la corrosion intergranulaire. Le test est elargi a la prise en compte de la contrainte mecanique par le biais d'essais de traction, effectues dans une solution chloruree chaude et en milieu epr. Une etude metallurgique permet de mettre en evidence les precipites et les modifications de structure resultant du soudage et des traitements thermiques, en vue d'une analyse critique du test epr

Les aciers inoxydables austéno-ferritiques constituants les coudes moulés du circuit primaire des centrales nucléaires de deuxième génération, vieillissent aux températures de service (285°C-323°C). Ceci se traduit par une augmentation de leur dureté et une baisse de leur résilience. L’évolution de ces propriétés est attribuée aux transformations de phases qui opèrent dans la ferrite. S'il est admis que la composition de l’acier influe sur l’évolution de ces propriétés (les aciers moins riches en Ni et Mo sont moins sensibles au vieillissement), l’origine de ces différences n’est pas clairement identifiée. Dans cette étude, la cinétique des transformations de phase de la ferrite d'un acier austéno-ferritique pauvre en Mo et Ni ainsi que de celle d'alliages modèles duplex de composition ciblée a été étudiée par sonde atomique. Ces études ont permis de montrer que : i) l'intensité de la précipitation de la phase G est plus faible et la cinétique de la décomposition spinodale plus lente pour l'acier pauvre en Ni et Mo que pour des aciers riches en Mo et Ni analysés dans le cadre de travaux antérieurs, ii) la synergie entre décomposition spinodale et phase G est également observée dans cet acier, iii) le Mo n’a pas d’influence sur les premiers stades de précipitation de la phase G, iv) le mécanisme de précipitation de la phase G a lieu en au moins deux étapes, v) lorsque la densité de phase G est faible, le durcissement est contrôlé par l'amplitude et la longueur d'onde de la décomposition spinodale et vi) le rôle de la phase G sur le durcissement n'est peut-être pas si négligeable qu'on pouvait le supposer lorsque la densité est importante. Un modèle en simulation Monte Carlo cinétique a également été développé pour expliquer la synergie qui observée expérimentalement entre la décomposition spinodale et la précipitation de phase G. Ce modèle a permis de montrer que la coalescence des particules de phase G procède via la diffusion le long des interfaces α/α' et non par diffusion en volume
Duplex stainless steels used in primary circuit of 2nd generation nuclear power plant endure thermal ageing at service temperatures (285°C-323°C). This leads to an increase of their hardness and to a decrease of their Charpy toughness. The evolution of these properties is due to the phase transformations which occur in ferrite. Even if it is well known that the steel composition plays a role on the mechanical properties evolution (steels with low Ni and Mo contents are less sensitive to thermal ageing), the origin of this difference of behaviour has not been clearly identified yet. In this study, the kinetics of the phase transformations in the ferrite of a duplex stainless steel with low Ni and Mo contents and duplex model alloys with specific compositions have been studied by atom probe tomography. This work showed that: i) G phase precipitation is less intense and the kinetic of the spinodal decomposition is slower for this steel than for steels with higher Ni and Mo contents, ii) the synergy between spinodal decomposition and G phase precipitation is also observed in this steel, iii) the Mo does not affect the early stages of the G phase precipitation, iv) the formation mechanism of G phase precipitates is at least a two steps mechanism, v) when the number density of G phase precipitates is low, hardening is mainly controlled by the amplitude and the mean wavelength of the spinodal decomposition, vi) when the number density of G phase precipitates is high, the hardening due to G phase precipitates may not be negligible. A kinetic Monte Carlo model has been developed to explain the synergy observed experimentally between the spinodal decomposition and the G phase precipitation. This model allowed us to show that the coarsening of G phase precipitates is driven by a diffusion mechanism along α/α’ interfaces, and not by a bulk diffusion mechanism

La microanalyse par sonde atomique est utilisée pour étudier les changements microstructuraux à fine échelle se produisant dans la ferrite, et responsables de la fragilisation des aciers inoxydables austéno-ferritiques vieillis entre 300 et 400°C. Ces changements se produisent selon plusieurs mécanismes, notamment la décomposition de la solution solide en zones alpha (riches en fer) et alpha-prime (riches en chrome), et la précipitation homogène d'une phase intermétallique. Une analyse quantitative détaillée de la cinétique de décomposition entre 300 et 400°C est réalisée, afin de déterminer les lois physiques des deux phénomènes. Le rôle amplificateur du nickel et du molybdène sur la fragilisation est étudié en comparant les cinétiques d'évolution structurale pour deux aciers, dont l'un est plus riche en ces deux éléments. L'ensemble des résultats des examens microstructuraux est comparé aux résultats des essais mécaniques effectués par EdF. Les contributions respectives de la décomposition alpha-alpha prime et de la précipitation intermétallique sur la fragilisation sont évaluées. L'analyse de la cinétique de ces deux phénomènes microstructuraux est utilisée pour valider les méthodes empiriques d'extrapolation mises au point par EdF pour prévoir le comportement mécanique à long terme de ces aciers aux températures de service

Ce travail a pour but de contribuer à l'étude de la décomposition de la ferrite delta dans un acier inoxydable Z3CND-22-05. Par microscopies optique et électronique (MET, HREM) et par diffraction des électrons (microdiffraction, faisceau convergent) couplée avec la microanalyse par sélection d'énergie, les différents produits de décomposition ont été caractérisés et leurs compositions chimiques analysées. Les relations d'orientation entre phases ont été déterminées et des mécanismes de transformation ont été proposés. La morphologie des particules est, quant à elle, approchée par la théorie des symétries. La décomposition isotherme de la ferrite delta conduit à la formation d'une austénite qui obéit à la classification morphologique de Dubé établie pour la ferrite proeutectoïde. Pour des revenus de longue durée, l'austénite se transforme en martensite en lattes. Par contre, au cours d'un refroidissement continu, apparaït aussi un agrégat austénite-carbure (M23C6). Entre 650°C et 970°C, précipitent aux interfaces austéno-ferritiques deux phases intermétalliques, sigma et khi. La phase sigma apparait à la fois sous forme massive et sous forme d'agrégats sigma-ferrite et sigma-austénite. Entre 450°Cc et 650°C, quatre phases ont été identifiées. Il s'agit de la phase de Frank et Kasper R, d'une ferrite riche en Cr, d'une austénite caractérisée par une morphologie particulière (en pointe) et d'une nouvelle phase, dénomme tau qui appartient au groupe spatial Fmmm
This investgation, using a Z3CND-22-05 duplex stainless steel, was carried out to provide more information on the morphological and structural features of the decomposition of delfa ferrite. Optical and electron (TEM and HREM) microscopies together with the electron diffraction (microdiffraction and CBED) coupled with the Energy Dispersive X-ray microanalysis are used to identify the precipitates and examine their chemical composition. The orientation relationships between the phases are determined. The precipitate morphology is discussed in terms of the symmetry elements and precipitation mechanisms are proposed. The isothermal decomposition of delta ferrite leads to austenite formation. At later stages of ageing, the austenite transforms to lath martensite. During continuous cooling, an austenite-M23C6 aggregate precipitates. In the temperature range between 650°C and 970°C, two major phases, sigma and khi, precipitate at the delta-gamma interface. The sigma phase adopts an unspecified form and appears as aggregates of sigma-ferrite and sigma-austenite. In the temperature range between 450°C and 650)C, four intragranularphases were identified ; the Frank and Kasper R-phase, a Cr-rich ferrite, an austenite with an arrow-type morphology and a novel orthorhombic phase which belongs to the Fmmm space group

Les aciers inoxydables duplex présentent une microstructure biphasée dans laquelle se mêlent austénite et ferrite. Leurs caractéristiques mécaniques élevées ainsi que leur bonne tenue en corrosion en font des candidats sérieux pour remplacer les aciers inoxydables austénitiques. Malheureusement, la faible forgeabilité de ces alliages rend la fabrication de tôles particulièrement critique. En effet, le phénomène de " crique de rive " est fréquemment rencontré au cours des étapes du laminage à chaud. Par conséquent, cela nécessite des opérations supplémentaires comme le découpage des rives, ce qui aboutit à une augmentation des coûts de production. Les différents facteurs influençant la ductilité à chaud de ces aciers sont passés en revue afin d'identifier " les zones d'ombres ". La synthèse bibliographique révèle deux zones d'ombres : d'une part, le manque d'un essai de ductilité à chaud permettant de discriminer différentes microstructures en terme de résistance à la propagation de fissure à haute température ; et d'autre part l'absence de données quantitatives concernant la partition de la déformation entre la ferrite et l'austénite lors des étapes de mise en forme à chaud. La méthode du travail essentiel de rupture a été appliquée à hautes températures. Il a été démontré que ce concept est fiable et discriminant pour quantifier la résistance à la propagation de fissure à haute température. Cette méthode permet également de générer un paramètre physique pertinent pour optimiser les microstructures par rapport à un mode de mise en forme donné. La technique conventionnelle de micro-grilles a été adaptée de manière à cartographier à haute température les déformations à l'échelle de la microstructure. Cette technique fournit en plus des résultats qualitatifs concernant les mécanismes de déformations, des données quantitatives à propos de la partition de la déformation entre la ferrite et l'austénite. Ces données peuvent être utilisées afin de valider les modèles qui prédisent le comportement à chaud des aciers duplex pendant les premières étapes du laminage à chaud. Les deux outils développés au cours de cette étude permettent de proposer des solutions pour éviter le phénomène de " crique de rives ".