Dissertations / Theses: 'Magnésium – Alliages'

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Basson, Frédéric. "Déformation de l'orientation cube dans des alliages aluminium-magnésium." Grenoble INPG, 1999. http://www.theses.fr/1999INPG4211.

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Abstract:

Du point de vue des orientations cristallines, le processus industriel de laminage a chaud est le siege de l'evolution d'une texture de deformation due a la compression (type laiton ou cuivre) et d'une texture de recristallisation due a la temperature elevee (type cube). Un mauvais compromis entre ces deux types de texture est source de forte anisotropie de la tole en fin de gamme de transformation. Il est par consequent necessaire d'etudier les mecanismes d'evolution de ces textures, et en particulier les conditions de stabilite de l'orientation cube. L'objet de cette these est donc l'etude et la simulation du comportement de l'orientation cube dans les alliages aluminium-magnesium (qui representent un des plus forts tonnages de l'industrie de l'aluminium) en fonction de la deformation, de la temperature, de la vitesse de deformation et de la teneur en magnesium. Au contraire des recherches realisees a ce jour qui se consacrent pour la plupart aux mono- et bicristaux, cette these est axee sur les polycristaux et l'etude inclut donc l'influence de l'environnement polycristallin sur l'evolution texturale. La deformation des echantillons est realisee par compression bi-encastree a chaud (channeldie), et la caracterisation texturale par diffraction des rayons x pour les textures globales, par diffraction des electrons retro-diffuses (ebsd=electron back scattered diffraction) pour les textures locales. La modelisation, quant a elle, a deux objectifs : reproduire le comportement de l'orientation cube (stabilite et decomposition en bandes de deformation) par un modele mecanique de plasticite cristalline, et construire un modele d'accommodation dynamique de la desorientation par des dislocations geometriquement necessaires afin de mettre en evidence l'effet de la microstructure et des structures de dislocations sur l'evolution texturale.

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Commin, Loreleï. "Assemblage des alliages de magnesium laminés à chaud par soudage friction malaxage et soudage laser : approche expérimentale vers une compréhension des propriétés mécaniques." Paris, ENSAM, 2008. https://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00004253.

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Abstract:

En raison de la faible densité des alliages de magnésium, un intérêt grandissant est apparu pour leur application dans l’industrie aéronautique. De ce fait, il s’est avéré nécessaire de développer l’assemblage de ces matériaux, notamment par des procédés de soudage innovants, tels le soudage par Friction malaxage (FSW) et le soudage laser. Le but de ce projet est d’étudier les relations entre les paramètres de soudage, les températures et les déformations générées et enfin la microstructure et le comportement mécanique des joints soudés. Ce projet fait partie du projet européen AEROMAG qui a pour objectif de promouvoir l'utilisation des alliages de magnésium corroyés dans l’industrie aéronautique. Les alliages étudiés sont l’AZ31, l'AZ61 et le WE43 sous forme de tôles de 2mm d’épaisseur. Le matériau de base présente une forte texture de fibre par rapport au plan basal. Les soudures ont été effectuées par FSW par laser Nd:YAG et par laser CO2. Le domaine de soudabilité opérationnel (DSO) a été déterminé pour chacun des procédés. Ensuite, l’analyse des joints soudés s’est plus spécialement focalisée sur les soudures optimisées d’AZ31. Une relation entre les paramètres de soudage et la microstructure des joints soudés a pu être trouvée. Le procédé de FSW entraîne une évolution de la microstructure et de l'état de contraintes résiduelles qui ont montré une influence déterminante sur le comportement mécanique des joints soudés. En ce qui concerne le soudage laser, l’influence prépondérante se situe dans l’évolution des textures et de l’état de précipitation. Des localisations de déformation assimilables à des bandes de cisaillement ont été identifiées dans chacun des procédés. Une comparaison a été menée en vue d'établir le procédé le mieux adapté à l'assemblage de tôles de magnésium laminées. Le FSW provoque une diminution très importante des propriétés mécaniques et l'utilisation de traitements thermique n'a pas permis de recouvrer les propriétés du matériau de base; tandis que les propriétés mécaniques des joints soudés laser après traitement thermique sont proches de celles du matériau de base. Une comparaison a été effectuée avec les propriétés mécaniques des joints soudés d’alliages de magnésium à durcissement structural (AZ61 et surtout WE43). Enfin, leur potentialité pour remplacer les alliages d’aluminium a été étudiée
The challenges of weight reduction in aerospace industry have drawn considerable interest in magnesium alloys technologies. Assessing the efficiency of new joining techniques, such as Laser Beam Welding and Friction Stir Welding is then required. The aim of this study is to investigate the relationship between welding parameters and the resulting microstructure and mechanical properties. It was part of the AEROMAG European Project whose objective was the use of wrought Magnesium alloys in aeronautics. Friction Stir Welds and Laser Beam (Nd:YAG and CO2) Welds were processed using 2 mm thick hot rolled plates of AZ31, AZ61 and WE43 Magnesium alloys. The process window for LBW and FSW was determined. The weld characterisation was focused on AZ31 alloy. A relationship between welding parameters, the temperatures undergone and the weld microstructure was established for each process. FSW induced microstructural changes and complex residual stress distribution, which have a primary influence in FSW mechanical properties. The influence of texture evolution and precipitation evolution on LBW mechanical properties was also determined. Localisation features similar to shear bands were observed in both LBW and FSW. FSW resulted in a dramatic loss in mechanical properties, which could not be recovered after heat treatments, whereas LBW presented after heat treatment mechanical properties similar to those of the base metal. A comparison was made with precipitation hardenened alloys (AZ61 and WE43) mechanical properties. Finally, the potentiality of replacing aluminium alloys with these magnesium alloys was studied

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Pouillier, Édouard. "Rupture intergranulaire induite par l'hydrogène dans les alliages d'aluminium-magnésium." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00711202.

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Abstract:

Les alliages d'aluminium de la famille 5XXX (Al-Mg) sont utilisés dans la fabrication de pièces de structure en raison de leurs bonnes propriétés mécaniques, de soudabilité et de résistance à la corrosion. Toutefois, dans des conditions d'utilisation sévères, une synergie entre la déformation plastique et les réactions de corrosion se produit et entraîne une fissuration intergranulaire, par corrosion sous contrainte (CSC), voire par fragilisation par l'hydrogène (FPH). La ductilité passe de 50% à quelques %, montrant une fissuration fragile. La compréhension des mécanismes qui régissent ce type de fissuration nécessite la détermination de l'importance respective des principaux facteurs (notamment mécaniques et chimiques). Cette étude se concentre sur le rôle de la plasticité cristalline dans le cas de la fragilisation par l'hydrogène. Pour ce faire, des éprouvettes préalablement fragilisées en surface par l'hydrogène (via un chargement cathodique) ont été sollicitées en traction. Ces essais ont été menés in situ dans le microscope électronique à balayage. Les résultats de corrélation d'image ont montré que les fissures s'amorcent dans des régions faiblement déformées adjacentes à des régions fortement déformées, là où les contraintes intergranulaires les plus élevées sont attendues. Par ailleurs, la cartographie des orientations cristallines des surfaces observées au cours des essais a servi de base à un maillage réaliste de la structure, qui a permis de calculer les champs de contraintes et de déformation locaux à l'aide d'un modèle de plasticité cristalline. Le modèle a été validé par la confrontation des prédictions à la mesure des champs de déformation et aux courbes de chargement macroscopique. Les contraintes ainsi estimées par simulation numérique ont permit d'établir un critère de rupture. Ce critère de rupture a ensuite été incorporé dans la simulation de microstructure quasi-2D grâce à un modèle de zone cohésive. Les résultats obtenus en accord avec les observations ont mis en avant la nécessité de développer une méthodologie permettant de prendre en compte les effets de la microstructure situés sous les surfaces étudiées. Ces microstructures ont été caractérisées à l'aide de plusieurs techniques d'analyse 3D de la morphologie microstructurale des agrégats polycristallins (EBSD par couches successives et par microtomographie rayons X des joints de grains à l'aide de diffusion de gallium). Les résultats des simulations avec les microstructures réelles en 3D dans le domaine élastique sont cohérant avec ceux obtenus en 2D pour des agrégats composés de 40 grains.

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Verdier, Marc. "Étude de la restauration statique dans des alliages aluminium-magnésium." Grenoble INPG, 1996. http://www.theses.fr/1996INPG0213.

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Abstract:

Dans ce travail nous avons etudie experimentalement l'evolution des microstructures et des contraintes internes au cours de la restauration des alliages al-mg. Nous avons etudie une large gamme de deformation par laminage a froid et une gamme de temperature de recuit de restauration qui nous ont permis de degager les grands mecanismes du processus ainsi que les evolutions microstructurales associees. Au niveau microstructural, nous avons employee des techniques traditionnelles telle que la microscopie electronique en transmission, ainsi que des mesures originales de l'evolution de l'energie stockee par calorimetrie, de la resistivite electrique, et de l'elargissement des pics de diffraction par rayons x. Ces dernieres techniques permettent de caracteriser au niveau mesoscopique les microstructures de dislocations. Parallelement, les proprietes mecaniques des alliages ont ete caracterisees avec des essais de traction (mesure de la limite d'elasticite et du durcissement d'ecrouissage), ainsi que par des tests de mise en forme (emboutissage et anisotropie de la limite d'elasticite des toles laminees). La modelisation des resultats experimentaux permet d'aborder des questions de fond de la plasticite: nous avons ainsi verifie la loi reliant la contrainte d'ecoulement a la racine carree de la densite de dislocations quelle que soit la microstructure. Pour decrire la restauration statique, nous avons mis en evidence l'importance du rayon de coupure des interactions elastiques qui constitue une grandeur mesoscopique pertinente pour decrire l'organisation des dislocations. Enfin une esquisse de l'approche du phenomene de restauration statique par le developpement d'une simulation numerique 3d des dislocations est donnee

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Dhahri, Mohamed. "Etude expérimentale et numérique de la soudabilité des alliages de magnésium par laser CO2 de puissance : applications pour l'automobile et l'aéronautique." Nice, 2003. http://www.theses.fr/2003NICE4081.

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Abstract:

Leur faible densité, leurs excellentes propriétés de moulage, leur bonne stabilité dimensionnelle, leur bonne capacité d’amortissement, leur rôle d’écran contre les interférences électromagnétiques, et leur recyclabilité, tous ces avantages font des alliages de magnésium des matériaux très attractifs pour les industriels de l’automobile, aéronautique, électronique, informatique, nucléaire… Cependant, leur usinage et, en particulier, leur soudabilité mérite un procédé bien adapté à leurs problèmes d’inflammabilité, et d’échauffement par frottement. L’outil laser est un moyen efficace pour surmonter les difficultés d’usinage, que nous pouvons rencontrer avec l’utilisation des procédés conventionnels, ceci grâce à l’apport d’énergie sans contact avec le matériau à usiner et à la forte densité de puissance qu’il est possible d’obtenir. Le procédé laser associé à des couvertures gazeuses bien adaptées permet aussi de protéger efficacement le métal de l’action de l’oxygène. Actuellement, la recherche concernant le soudage des alliages de magnésium par laser et sa modélisation reste émergente. Pour notre réalisation expérimentale, deux alliages de magnésium ont été utilisés : des éprouvettes d’alliage du type WE43 (application aéronautique) et du type AZ91 (application automobile), sont soudées par procédé laser CO2, de puissance nominale 5 kW et sans métal d’apport. Les principaux paramètres de soudage par laser (puissance, vitesse, position focale et couverture gazeuse) on été optimisés afin d’obtenir des cordons de soudure de bonnes propriétés mécaniques et sans défaut métallurgiques. Les paramètres du procédé de soudage par laser ont été optimisés dans les intervalles de valeurs suivantes : puissance laser : 500 à 5000 W, vitesse du soudage : 1 à 10 m/min, position de la tache focale par rapport à la surface de l’échantillon de :. 3mm à +3 mm, et une couverture gazeuse d’hélium avec un débit de 10 à 60 l/min, sous une pression de 4 bars. La profondeur de pénétration et la largeur du cordon ont été caractérisées en fonction des principaux paramètres du procédé. L’évolution du cordon de soudure avec la puissance laser et la vitesse du soudage nous permet aussi de distinguer le régime de conduction du régime keyhole lors d’une opération de soudage par laser. L’analyse métallurgique et le contrôle mécanique ont permis aussi de valider les cordons de soudure dont les paramètres ont été optimisés. Par comparaison avec le métal de base, les soudures réalisées ont conservé une bonne résistance à la rupture et possèdent une microdureté en moyenne du même ordre que celle dans le métal de base. Un code numérique développé au Centre Laser de l’Université Polytechnique de Madrid, Espagne, modèle que nous avons adapté en coopération avec l’équipe du Professeur J. L. Ocana au soudage laser des alliages de magnésium et aux conditions expérimentales particulières. Une comparaison modèle/expérience a été menée montrant l’influence de la puissance laser et de la vitesse du soudage sur l’évolution de la profondeur de pénétration et la largeur du cordon. Bien que les propriétés utilisées ne correspondent pas exactement à la réalité expérimentale, les résultats obtenus sont fiables compte-tenu des incertitudes attachées aux hypothèses simplificatrices, à l’exception de certains cas de figures à la limite des conditions expérimentales, telles que à grandes vitesses, aux faibles puissances. Certains paramètres physiques comme l’absorption plasma, la tension de surface à l’état liquide, les constantes de vaporisation, devront être pris en compte dans la perspective du développement du modèle actuel.

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Galicia, Aguilar Gonzalo. "Etude par spectroscopie d'impédance globale et locale de la corrosion du magnésium et des alliages de magnésium AZ91." Paris 6, 2006. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01378620.

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Abstract:

Dans un premier temps nous avons étudié l’influence de la microstructure sur le processus de corrosion d’un alliage de magnésium AZ91 élaboré par deux technologies différentes. Nous expliquons la similitude des résultats en prenant en compte que les techniques électrochimiques utilisées pour l’étude de la corrosion correspondent à une valeur moyenne des phénomènes qui se déroulent à la surface métallique. Ensuite, nous avons étudié la corrosion des alliages à l’aide des mesures électrochimiques locales. Pour ce faire, nous avons développé un dispositif pour faire des mesures locales, notamment de la spectroscopie d’impédance électrochimique locale. Les mesures d’impédance locale montrent que la principale réponse lors des expériences électrochimiques correspond au magnésium, ce qui explique pourquoi la forme des diagrammes d’impédance globale ne varie pas en fonction de la nature de l’électrolyte, de la concentration, du pH et du temps d’immersion. La technique du microscope électrochimique a mis en évidence la présence d’un film qui recouvre partiellement la surface métallique du magnésium. Ainsi, à partir des résultats expérimentaux globaux et locaux nous proposons un modèle cinétique permettant d’expliquer la corrosion du magnésium et de ses alliages
We have studied the microstructure influence on the corrosion behavior of two kinds of AZ91 magnesium alloy. The same qualitative electrochemical response has been explained taking into account that electrochemical techniques used (chronopotentiometry, voltametry and electrochemical impedance spectroscopy) involve a global answer of the whole surface metal. To overcome this problem, local electrochemical techniques have been used particularly local electrochemical impedance spectroscopy. In order to carry out local electrochemical measurements, a home-made probe has been developed in our laboratory. The local electrochemical impedance diagrams and global impedance diagrams obtained for pure magnesium and for AZ91 alloy presented the same shape as a function of electrolyte type, concentration, pH and immersion time. Thus, it was assumed that the magnesium matrix of the magnesium alloys corrodes first. The experimental results obtained with the SECM technique shown that the metallic surface is cover by a partially protector film. From global and local electrochemical results a kinetic model was proposed to explain the corrosion process of magnesium pure and its alloys

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Vignesoult, Serge. "Ordre à courte distance dans les alliages métalliques : cas du lithium-magnésium." Paris 11, 1987. http://www.theses.fr/1987PA112268.

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Abstract:

Étude des aspects fondamentaux de l'ordre à courte distance (o. C. D. ) dans des alliages considères comme "simple" ou "modèle" dans le sens ou les potentiels d'interaction de paires peuvent être utilises de manière fiable pour calculer la diffusion d'une onde incidente en fonction du vecteur de transfert. Mesure à 200 et 300 k de la diffusion diffuse des poly cristaux li-14,3% at mg et mg-17,3% at li. Mise en évidence d'une forte tendance à l'o. C. D. Dans chacun des alliages. Introduction dans le développement du modèle d'ising des potentiels de paires correspondant à chacune des concentrations

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Hervieu, Olof. "Thixoformage par coulée sous pression : Application aux alliages d'aluminium et de magnésium." ENSMP, 1998. http://www.theses.fr/1998ENMP0801.

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Abstract:

Le thixoformage est un procédé consistant à mettre en forme un alliage à l’état semi-solide. Il comporte trois étapes : la production de matière première, le réchauffage à une température située dans l'intervalle de solidification et la mise en forme. L'objet de cette thèse est d’étudier et d'analyser chacune de ces étapes. Dans un premier temps, une synthèse bibliographique traite de la solidification et de l'obtention d'une structure propice à l'injection semi-solide. Puis, un bilan du comportement rhéologique des alliages semi-solide est présente. Il montre la difficulté d’étudier le comportement de l'alliage en régime transitoire, régime qui correspond à celui de l'injection semi-solide. Un site pilote de thixoformage a été mis en place. Il est constitué d'un poste à induction, d'une presse à injecter classique de 200 tonnes à chambre froide et d'un dispositif original pour transférer la billette de l'inducteur au conteneur sans perte de matière. Les essais ont porté sur trois alliages d'aluminium (a356, a355 et 2014) et deux alliages de magnésium (az91 et am60). Les billettes ont été élaborées selon différents procédés (coulée continue avec et sans brassage électromagnétique, extrusion, et PID). Pour chaque type de billette, et pour chaque étape du procédé, une étude microstructurale est présentée. La refusion partielle est une étape délicate du thixoformage. Aussi, les paramètres influençant l’homogénéité de température au sein de la billette sont analysés et un modèle simple d’évaluation de la puissance à fournir pour atteindre au plus vite la température de début de fusion tout en gardant un gradient de température acceptable est proposé. Les paramètres d'injection et la conception du système d'alimentation d'une pièce sont étudiés. Il apparaît que l'injection sous pression impose une procédure stricte pour obtenir la qualité métallurgique du produit, comme le confirment les essais d'injection effectues sur un moule éprouvette et sur deux moules industriels.

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Bentachfine, Saâdia. "Etude en fatigue oligocyclique multiaxiale en phase et hors phase d'un alliage de magnésium-lithium." Metz, 1993. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1993/Bentachfine.Saadia.SMZ9314.pdf.

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Abstract:

Le but de cette thèse est d'étudie l'influence du déphasage sur la durée de vie en fatigue oligocyclique multiaxiale d'un alliage de magnésium-lithium. Dans un premier chapitre, on expose l'état de l'art en fatigue oligocyclique multiaxiale en phase et hors phase, ainsi que les différents critères de prévision de durée de vie existants dans ce domaine. Le troisième chapitre fera l'objet d'une discussion des résultats expérimentaux. Dans le quatrième chapitre, une étude métallographique du matériau utilisé, nous permettra d'éclaircir et donner ainsi une explication physique aux différents résultats rencontrés. Nous présenterons dans le chapitre cinq, plusieurs modélisations de la durée de vie du matériau en fatigue oligocyclique multiaxiale en phase et hors phase. Enfin, une conclusion générale fera le bilan de ce mémoire
The aim of this thesis is the study of the influence of the out-of-phase on life duration in multiaxial low cycle fatigue of a magnésium-lithium alloy. In first chapter, we expose the state of the art of multiaxial low cycle fatigue of a magnesium-lithium alloy and the different criterion of life prediction existing in this domain. The second chapter will be devoted to the experimental study. In the third chapter, we will present a discussion of experimental results. In the fourth chapter, a metallographic study of the material we have used, we clear us and then give us a physical explication to the differents results we met. We will present in the five chapter, lot models of fatigue prediction of material in multiaxial low cycle fatigue in phase and out-of-phase. At last, a general conclusion will make a balance sheet of this memory

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Bannour, Sanna. "Caractérisation thermodynamique du joint de cordon lors du soudage laser des alliages de magnésium sous couverture gazeuse." Aix-Marseille, 2012. http://www.theses.fr/2012AIXM4115.

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Abstract:

Ce travail s'intéresse à l'étude du soudage par faisceau laser des alliages de magnésium et des alliages d'aluminium. Le cas particulier du soudage laser Nd: YAG continu sur deux alliages de magnésium de type AZ91 et AZ 31 et un alliage d'aluminium de type A5754
The aim of this work is the study of the laser weldability of magnesium and aluminium alloys. The special case of the Nd:YAG welding process on AZ91, AZ31 magnesium alloy and A5754 aluminium

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Gebelin, Jean-Christophe. "Etude expérimentale et simulation numérique du comportement de l'alliage de magnésium AZ91 à l'état semi-solide." Grenoble INPG, 2000. http://www.theses.fr/2000INPG0041.

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Abstract:

Pour réaliser des pièces de géométrie complexe en alliages légers, la mise en forme a partir de l'état semi solide, vers laquelle se tourne l'industrie automobile, se positionne comme un procède alternatif intéressant a la fonderie et a la forge. Dans ce cadre, l'étude des alliages de magnésium et le développement d'outils numériques permettant de meilleures compréhension et modélisation du procède et de la formation des défauts prend tout son sens. Cette thèse s'inscrit totalement dans ce contexte. La première partie de ce mémoire donne une brève introduction sur les caractéristiques générales des alliages a l'état semi solide, une présentation des résultats importants d'études déjà réalisées sur des alliages de magnésium et une description des principaux modèles proposes pour modéliser le comportement mécanique des alliages a l'état semi solide. La deuxième partie présente l'étude expérimentale qui a été menée sur l'alliage de magnésium az91. Cette étude a conduit à l'identification de plusieurs modèles du comportement mécanique, utilisant soit une approche monophasique, soit une approche bi phasique. Dans le cas de l'approche bi phasique, la validité des modèles ainsi obtenus est discutée. La dernière partie de ce mémoire est consacrée à la simulation numérique du comportement à l'état semi solide, basée sur des modèles bi phasiques issus de la théorie des mélanges. Pour ce faire, un code de type éléments finis a été développe. Des tests de validation ont été menés. Les simulations réalisées ensuite permettent d'analyser les phénomènes couples se produisant lors de la mise en forme a l'état semi solide. Les hypothèses des différents modèles physiques utilises sont discutées : en particulier, une amélioration du modèle d'écoulement de la phase liquide a été proposée.

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Attari, Nordine. "Etude en fatigue oligocyclique multiaxiale d'un alliage de magnésium GA3Z1." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1991. http://www.theses.fr/1991INPL010N.

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Abstract:

L'étude est basée sur le comportement en fatigue oligocyclique multiaxiale du magnésium GA3Z1. Les essais ont été menés en traction-compression, en torsion alternée et en traction-torsion en phase. La réponse du matériau à la sollicitation mécanique a montré des différences importantes. En traction compression, les boucles d'hystérésis sont dissymétriques et la loi d'endurance plastique présente un changement de pente. Les analyses en microscopie optique et en texture ont montrées que ces phénomènes sont dus à la contribution du maclage sur la déformation plastique ; le maclage n'étant favorable qu'en compression. L’interaction glissement-maclage est par ailleurs à l'origine d'une contrainte moyenne de traction durant le cyclage. Ces effets n'ont pas été observés dans les autres types de chargement. Du point de vue quantitatif, l'application des modèles multiaxiaux ne permet pas d'obtenir une bonne corrélation des données expérimentales. L'utilisation de nouveaux paramètres caractéristiques de l'endommagement est ainsi proposée

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Baril, Geneviève. "Étude par spectroscopie d'impédance électrochimique des mécanismes de corrosion des alliages de magnésium AM50, AZ91 et du magnésium pur en milieu Na2SO4 (Na exponant 2, SO exponant 4)." Toulouse, INPT, 2001. http://www.theses.fr/2001INPT023G.

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Abstract:

La spectroscopie d'impédance électrochimique a été utilisée pour caractériser au cours du temps d'immersion la corrosion d'alliages de magnésium en relation avec leurs microstructures. Le comportement électronique des alliages AM50, AZ91 et AZ91Si a été étudié au potentiel de corrosion dans une solution de sulfate de sodium 0,1M. A cause de sa microstructure, l'alliage AM50 présente une corrosion homogène alors que la corrosion des alliages AZ91 commence dans le grain et se développe progressivement au niveau des zones eutectiques. Pour ces alliages, la dissolution de la phase eutectique α conduit à un fort enrichissement en aluminium de la couche de produits de corrosion. Quand une concentration critique en oxyde d'aluminium dans la couche d'oxyde ou d'hydroxyde de magnésium est atteinte, un changement de l'allure des diagrammes d'impédance a été observé. Une étude plus fondamentale a été ensuite réalisée sur le magnésium pur. Il a été montré que les ions sulfates accélèrent la dissolution du film formé sur l'électrode mais que le dioxygène dissous n'influence pas la corrosion du magnésium pur. Par contre, la vitesse de corrosion est dépendante de la concentration en hydrogénocarbonate et donc de la présence de dioxyde de carbone dissous dans l'électrolyte. A partir des mesures d'impédances électrochimique et électrohydrodynamique, nous avons proposé un mécanisme réactionnel, dans lequel l'ion Mg+ (Mg exposant +) est l'espèce diffusante qui réagit chimiquement avec l'eau pour former une couche d'oxyde primaire et les ions Mg2+ (Mg exposant 2 +). Ceux-ci diffusent ensuite à travers une couche poreuse obtenue par précipitation rapide d'espèces insolubles. La boucle inductive observée sur les diagrammes d'impédance a été attribuée à l'adsorption de l'espèce Mg(OH)2 (Mg(OH) exponant 2). Le modèle proposé permet de rendre compte des résultats obtenus en impédance électrochimique.

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Rault, Laurence. "Étude de la cinétique d'oxydation des alliages aluminium-magnésium liquides sous air humide." Grenoble INPG, 1995. http://www.theses.fr/1995INPG0133.

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Abstract:

L'oxydation des alliages aluminium-magnesium liquides sous air humide a ete etudiee au moyen de deux techniques complementaires. L'analyse thermogravimetrique a permis d'obtenir des informations quantitatives concernant les cinetiques d'oxydation. Un dispositif d'observation in situ concu au laboratoire a donne des informations sur les evolutions de la morphologie en cours d'oxydation. Il a egalement permis d'oter la couche initiale d'oxyde de surface de facon a etudier l'oxydation d'un film forme sur le metal liquide. Des observations micrographiques ont complete les resultats. La couche de magnesie de surface est ou peut etre rendue permeable a la vapeur d'eau. Sous air humide se produit une oxydation rapide, caracterisee par un accroissement rapide de la vitesse qui s'accompagne de la formation d'excroissances d'oxyde en surface. Ces excroissances sont provoquees par des perturbations geometriques dues a la formation de bulles d'hydrogene et de magnesie sous la surface. Une diminution de la vitesse est ensuite observee. Elle correspond a la formation d'une couche de spinelle en surface, dont la croissance est limitee par la diffusion. Les effets des pressions partielles de vapeur d'eau et d'oxygene, de la teneur initiale en magnesium et de la temperature ont ete etudies. Une interpretation qualitative des phenomenes est donnee, et un modele quantitatif base sur la cinetique heterogene est propose

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Mouls, Benjamin. "Étude et développement de nouveaux traitements de surface sur alliage de magnésium Elektron 21." Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/3812/.

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Abstract:

L'objectif général de cette thèse était l'élaboration de films protecteurs, exempts de toutes espèces CMR, par imprégnation de couches de conversion sur un alliage de magnésium, dans l'optique d'en améliorer la résistance à la corrosion. L'alliage étudié était l'Elektron 21 (EV31A), disponible sous forme de deux substrats différents (EL21T6) et (EL21T5), présentant des microstructures différentes. Cette étude avait alors deux objectifs majeurs : - La compréhension et le contrôle des mécanismes mis en jeu lors d'un décapage en milieu d'acide nitrique, afin de parvenir à un procédé répétable d'enlèvement de matière. - L'élaboration en milieu acide d'un film anodique poreux et son imprégnation ultérieure par des nanoparticules grâce à un procédé d'électrophorèse. La première partie de l'étude a permis de définir l'influence de différents paramètres expérimentaux (concentration en acide, température et agitation de la solution) vis-à-vis de la vitesse de décapage en solution d'acide nitrique. Cette partie expérimentale a abouti au choix d'un décapage-standard (Tbain = 25°C, agitation modérée (250rpm), [HNO3] = 1,20 mol/l) permettant d'obtenir un enlèvement matière constant, et ce même après plusieurs utilisations du bain de décapage. Des études thermodynamique et de cinétique chimique ont permis par ailleurs d'établir pour la première fois les valeurs des paramètres cinétiques correspondants (ordre de réaction, constante de vitesse moyenne, énergie d'activation). Concernant l'anodisation poreuse, le choix de l'électrolyte s'est porté sur l'acide phosphorique, utilisé par ailleurs pour les conversions chimiques sur magnésium. L'objectif a été alors de favoriser la composante électrochimique du procédé afin de contrôler au mieux la formation de la couche de conversion. Des mesures de variation de masse ainsi que l'analyse des bains par ICP ont permis de montrer que l'influence de la polarisation est plus importante pour la concentration la plus faible en acide phosphorique (0,01mol/L), cette influence étant d'autant plus marquée lorsque la température du bain est augmentée de 25 à 75°C. Des analyses EDX et DRX ont permis de montrer de plus que le film est en partie amorphe et en partie cristallisé, et est constitué notamment de newberyite (MgHPO4,3H2O). Les observations MEB ont permis de montrer en outre que l'épaisseur des films anodiques est plus importante que celles des films de conversions chimiques élaborés dans les mêmes conditions opératoires. Toutefois, les films anodiques présentaient une grande porosité, due à l'existence de nombreuses microfissures, qu'il était donc nécessaire de combler. Dans cette optique, un procédé d'imprégnation électrophorétique a été mis en œuvre et a finalement permis, par l'étude de l'influence de certains paramètres (tension, durée), de combler avec succès ces fissures avec des nanoparticules de silice. Par contre, l'évaluation, par impédance électrochimique, de la tenue à la corrosion a montré la nécessité ultérieure d'imprégner des particules comportant une fonction inhibitrice de corrosion
The main purpose of this thesis was to achieve new protective coatings on Mg alloy without using any CMR compounds. This study was thus focused on the impregnation of conversion layers to enhance the corrosion resistance of Elektron 21 (EV31A) magnesium alloy, available as two kinds of substrates (EL21T6 and EL21T5) exhibiting different microstructures. This study was split in two parts: - understanding and control of the etching mechanisms occurring in nitric acid solution to get reliable parameters to achieve reproducible coatings. - preparation in acidic media of porous anodic films for their further impregnation with nanoparticles using electrophoresis. The first part of this study was devoted to the study of the influence of different experimental parameters (such as the acid concentration, the temperature and stirring speed) on the etching rate in nitric acid solution. Finally, it turned out that a bath temperature of 25°C, a HNO3 concentration of 1,2mol/L and stirring speed of 250rpm were the best experimental conditions to achieve reproducible etching rate, whatever was the etching bath lifetime. Moreover, values of the corresponding kinetic parameters (kinetic rate constants, free energy, activation energy) were obtained for the first time from an in depth thermodynamic and kinetic analysis. The purpose of the second part of this study was to prepare porous anodic films using phosphoric acid solution, often used for standard Mg chemical conversion treatments. Here the goal was then to accurately control the formation of the phosphate layer by an electrochemical process. Using weight change measurements and ICP analysis, it was especially demonstrated that the influence of the electrical polarization was promoted at the lowest concentration (0. 01mol/L) of phosphoric acid. Also, a higher temperature (75°C instead of 25°C) of the electrolytic bath increased the stability of Mg phosphate layer. EDX and XRD analysis showed then that the resulting coating was made for a part by amorphous compounds and for another one by crystallized phases, especially newberyte (MgHPO4,3H2O). Besides, from SEM observations it was noticed that the achievement of conversion layers electrochemically controlled enabled to obtain thicker layers than the chemical conversion layers, prepared in similar bath conditions. However, these anodic films showed a high porosity, due to numerous microcracks. Eventually, this study was focused on the electrophoretic impregnation of the previous conversion layers and the optimization of operating parameters (voltage, duration) allowed to successfully fill the cracks with silica nanoparticles. Nevertheless, it came out from a SIE study of these coatings that further improvements would be achieved using inhibitor grafted particles to enhance the corrosion resistance

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Bouabdallah, Khaidre. "Caractérisation de l'effet Portevin Le Chatelier dans les alliages Aluminium Magnésium : apport des techniques d'analyse d'images." Chambéry, 2006. http://www.theses.fr/2006CHAMS002.

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Abstract:

Les instabilités mécaniques associées à l'effet Portevin Le Chatelier (PLC) se manifestent par des hétérogénéités macroscopiques sous forme de bandes de localisation de la déformation plastique. Ce phénomène affecte les propriétés mécaniques du matériau et réduit la qualité du produit lors de la fabrication par mise en forme. Nous avons étudié le comportement instable de la déformation plastique dans une série d'alliages d'Aluminium Magnésium dilués industriels largement utilisés pour la fabrication de pièces mécaniques par emboutissage. Pour la caractérisation des instabilités PLC dans ces matériaux, les essais mécaniques ont été réalisés en traction uniaxiale à vitesse de déformation imposée. Les conditions d'apparition et de propagation des bandes de localisation de la déformation plastique liées au phénomène PLC ont été étudiées dans une large gamme de vitesses de déformation à température ambiante. L'influence de la teneur en élément d'alliage (Mg) sur les caractéristiques des instabilités est clairement établie. Nos résultats confirment l'existence d'une sensibilité négative de la contrainte d'écoulement par rapport à la vitesse de déformation dans l'ensemble du domaine de l'effet PLC. Nous montrons que le mode de propagation des bandes PLC dépend non seulement de la vitesse de déformation imposée mais aussi du taux d'écrouissage du matériau. Parallèlement au dispositif d'essai de traction classique nous avons enregistré les variations des champs de déplacement et de température en surface de l'éprouvette au cours de la déformation plastique. L'analyse par corrélation d'images de ces données a permit de mettre en évidence les différents modes de génération et de propagation des bandes A, B et C caractéristiques de l'effet PLC. Les paramètres physiques relatifs aux bandes PLC tels que largeur, vitesse de propagation et de déformation à l'intérieur de la bande ont été quantifiés. Nos investigations montrent, grâce à l'analyse des enregistrements par thermographie infrarouge, que l'instabilité PLC est associée à un saut de température propre à chaque type de bande en même temps qu'une décharge élastique ressentie par l'ensemble de l'éprouvette. En rapport avec le développement actuel dans le domaine de la modélisation du comportement mécanique des matériaux, l'analyse de la déformation plastique instable donne accès à des paramètres indispensables pour la mise au point de simulations par éléments finis réalistes.

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Bakir, Sabah. "Instabilité plastique propagative liée au phénomène Portevin-Le Chatelier dans les alliages aluminium-magnésium." Metz, 1995. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1995/Bakir.Sabah.SMZ9526.pdf.

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Abstract:

Parmi les instabilités plastiques observées dans la déformation des alliages métalliques, le phénomène Portevin-le Chatelier (plc) est le plus couramment rencontre. Ce phénomène résulte d'un mécanisme de vieillissement dynamique du à l'interaction entre les atomes de solutés et les dislocations mobiles. Des effets de dissolution et reprécipitation en cours d'essai peuvent se superposer à ce mécanisme. La conséquence de ces interactions est la baisse de la sensibilité à la vitesse de déformation qui peut devenir négative. Le but du présent travail est l'étude des caractéristiques de l'instabilité plastique plc. Des essais de traction ont été effectues entre -60c et 100c, sur des alliages al-mg sollicites dans une large plage de vitesses de chargement sur deux types de machines: - machine souple ou la vitesse de contrainte est imposée. - machine dure ou la vitesse de déformation est imposée. L'effet plc se traduit par des bandes de déformation qui se propagent à travers l'éprouvette d'essai. Les résultats expérimentaux obtenus dans cette étude concernent essentiellement les vitesses de propagation, les déformations et les vitesses de déformation de ces bandes. L'examen de l'évolution des déformations critiques #c pour l'apparition du plc ou des vitesses de bande fait apparaitre que ces grandeurs passent par une transition dans le domaine des vitesses de sollicitation intermédiaires. La comparaison des résultats expérimentaux avec les approches théoriques qui tentent d'expliquer l'effet plc, montrent que les modèles de vieillissement dynamique rendent compte qualitativement de l'évolution de #c aux vitesses de chargement élevées. Aux faibles vitesses de sollicitation, le comportement inverse de #c résulte de la coexistence du vieillissement dynamique avec les effets de reprécipitation après dissolution. L'ensemble des résultats obtenus dans ce travail permet d'élargir les connaissances actuelles sur le phénomène plc et de mieux appréhender ses effets néfastes sur la formabilité des métaux
Among the manifestations of plastic flow instabilities, one of the most frequently observed is the Portevin-Le Chatelier (PLC) effect. The PLC appears in form of deformation bands propagating a cross the specimen gauge length. It is widely accepted now that the PLC effect originates from the interaction between the mobile dislocations and the diffusing solute atoms, the so-called dynamique strain aging. The aim of this work is to study the characteristics of this plastic instability. The experimental results obtained in this study are mainly concerned with the conditions for the PLC effect occurance, the propagation velocity, the strain and strain rates in the bands. The tensile tests were carried out between -60°C and 100°C, in the Al-Mg alloys, for a wide range of stress and strain rates, in a soft and hard machine respectively. The evolution of incubation deformation Ec for the occurance of the PLC effect, shows that it goes through a transition point in the range of intermediate stress rates, from "normal" behavior to "inverse" behavior. The comparison between the experimental results and the theoretical models, shows that the "standard" model can explain the behavior of Ec at high stress rates. At low stress rates, the inverse behavior of Ec may result from the dynamic strain aging and the reprecipitation of solute atoms. The body of results obtained in this work expand the knowledge about the PLC effect, and help avoid their negative influence on the ductility and the formability of metals

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Belhadj, Asma. "Contribution à l’etude expérimentale et numérique du soudage laser : application aux alliages de magnésium." Paris, ENSAM, 2009. http://www.theses.fr/2009ENAM0001.

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Abstract:

Ce travail s’intéresse à l’étude du soudage par faisceau laser de l’alliage de magnésium de désignation AM60. Il concerne un volet expérimental et un autre numérique. L’étude expérimentale vise l’investigation des conséquences métallurgiques et mécaniques du procédé sur l’alliage utilisé et la validation des résultats numériques du modèle thermique développé. En premier lieu, une étude paramétrique a permis de déterminer les paramètres du soudage par faisceau laser CO2 de plaques en alliage AM60 de 3 mm d’épaisseur. En deuxième lieu, la mise en œuvre d’une chaîne d’acquisition de la température, par des thermocouples implantés à proximité du cordon, a permis l’enregistrement de la température en fonction du temps au cours du soudage. En troisième lieu, l’étude métallographique de l’assemblage, a révélé que la structure à gros grain du métal de base est transformée en une structure dendritique au niveau de la zone fondue. Alors qu’au niveau de la zone affectée thermiquement de faible taille, une diminution de la taille de grain de la phase primaire est remarquée. En dernier lieu, la détermination expérimentale des caractéristiques mécaniques a montré une augmentation de la dureté dans la zone fondue et une diminution de l’allongement maximal pour l’assemblage. Mais par contre les caractéristiques de résistance dans la soudure et dans le métal de base sont semblables. L’étude numérique a pour objectif de prédire l’histoire thermique et l’évolution des caractéristiques mécaniques des tôles soudées par faisceau laser. Nous avons développé, sur un code de calcul par éléments finis Cast3M, deux modèles numériques, tridimensionnels non stationnaires et non linéaires. Le premier a permis de simuler la distribution spatio–temporelle de la température. Dans ce cas, le chargement appliqué est dépendant des paramètres du procédé et des caractéristiques du faisceau laser et il est associé à des conditions aux limites mobiles. Les résultats du modèle thermique développé ont été en accord avec les évolutions de la température mesurée expérimentalement. Le deuxième modèle a permis de déterminer la distribution des contraintes et des déformations résiduelles. Pour le modèle mécanique, nous avons considéré un comportement élasto-plastique avec un chargement thermique transitoire qui est le résultat du modèle thermique. L’analyse transitoire non linéaire a permis de prédire l’évolution des contraintes et des déformations en fonction du temps ainsi que la distribution des contraintes et des déformations résiduelles générées dans les pièces soudées par faisceau laser. La comparaison du profil de contraintes résiduelles simulées avec des résultats bibliographiques a conduit à une validation qualitative de valider qualitativement la réponse du modèle mécanique développé
This work deals with laser beam welding of AM60 magnesium alloy. It concerns experimental investigations and numerical simulations. The experimental study aims to investigate metallurgical and mechanical process consequences on studied alloy and to validate thermal model results. Firstly, a parametric study allows the determination of the CO2 laser beam welding parameters of plates with 3 mm thickness. Secondly, temperature evolution according time during welding are monitored using thermocouples fixed in the vicinity of the weld. Then, metallographic investigations are performed to reveal that the coarse grains of base metal are transformed into dendritic structure in the molten zone. Whereas, in the heat affected zone, a reduction in primary phase grain size is observed. Finally, mechanical characterisations show an increase in hardness in molten zone and a reduction in total elongation for the weld. But, strength properties are similar in the weld and base metal. The numerical study aims to predict thermal history and mechanical characteristics evolution of weldment during laser welding. Within the Finite Element (FE) code Cast3M, two three-dimensional nonstationary and nonlinear models are developed. The first allows the simulation of the space-time temperature distribution. In this case, the applied loading depends on process parameters and laser beam characteristics. It is associated to mobile boundary conditions. The thermal model results are in agreement with monitored temperature evolutions. In the second simulation, residual stresses and strains distributions are determined during welding. For the mechanical model, an elastoplastic behaviour with a transitory thermal loading is assumed, resulting from the thermal model. The nonlinear transitory analysis is able to predict stresses and strains evolutions according time as well as residual stress and strain distribution generated in the laser beam welded parts. The comparison of the residual stresses simulated profile with results from the literature enables a qualitative validation of the mechanical model

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Bardin, Roland. "Etude des équilibres entre phases du système plomb-antimoine-magnésium : élaboration et propriétés des alliages riches en plomb." Lyon 1, 1985. http://www.theses.fr/1985LYO10785.

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Abstract:

Etude d'alliages ternaires pbsbmg pour la mise au point d'un accumulateur au plomb allege. Etude par analyses thermiques directe et differentielle du diagramme des equilibres entre phases du systeme pb-sb-mg. Les differents domaines ont ete caracterises par essais de durete, diffraction de rayons x, microscopies optique et electronique. Les compositions sont determinees par spectrometrie d'emission plasma. Trace du diagramme polythermique a partir de cinq coupes isoplethiques; mise en evidence d'une nouvelle phase solide pb::(5)mg::(3)sb::(2). Dans les alliages riches en plomb, l'introduction du magnesium entraine une amelioration importante de la durete et de la charge a la rupture et un affinement de la microstructure. Conditions necessaires pour la preparation d'un alliage ternaire pbsbmg

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Forget, Mathilde. "Laminage asymétrique de l'alliage de magnésium AZ31." Phd thesis, Université de Grenoble, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00930193.

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Abstract:

L'alliage de magnésium AZ31 présente une très faible densité. Cette caractéristique en fait un matériau apprécié pour la conception de structures légères. La limitation principale de son utilisation industrielle est sa mauvaise formabilité et ce en raison de la texture cristallographique des tôles qui s'avère être peu adaptée aux procédés de mise en forme tel que l'emboutissage. Cette texture résultant du laminage initial, l'ambition de ce travail est de la modifier en utilisant la technique de laminage asymétrique et de mesurer l'impact de cette voie sur la formabilité de l'alliage. Il a été montré que l'asymétrie, produite par un différentiel de vitesses de rotation des cylindres du laminoir, induit systématiquement de fortes instabilités plastiques sous forme de bandes de cisaillement. Des techniques de cartographie sur microscope électronique en transmission (ACOM) et à balayage (EBSD) ainsi que des analyses de texture par DRX ont été utilisées pour analyser les mécanismes physiques concourant à l'émergence de cette instabilité. Il résulte de cette analyse que l'asymétrie du laminage provoque une forte activité du système de glissement basal que ne compense ni les autres systèmes ni le maclage. Ceci conduit à une localisation marquée de la déformation plastique et à la ruine du matériau.

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Mathieu, Stéphane. "Corrosion et protection de l'alliage de magnésium AZ91 élaboré selon différentes voies, et caractérisation électrochimique des différentes phases constitutives." Nancy 1, 2001. http://www.theses.fr/2001NAN10193.

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Abstract:

Les alliages de magnésium de type AZ91D (9%Al, 1%Zn) offrent une résistance à la corrosion élevée, associée à de bonnes propriétés mécaniques. Les mécanismes conduisant à leur dégradation restent mal connus. Lorsque l'alliage AZ91 est monophasé, il présente paradoxalement une vitesse de corrosion plus élevée que l'alliage biphasé. La première partie de ce travail est consacrée à l'étude microstructurale et électrochimique d'alliages AZ91D, obtenus par différentes voies d'élaboration. Les phases constitutives des alliages ont été synthétisées et caractérisées par électrochimie. La résistance à la corrosion de l'AZ91 repose sur les faibles courants galvaniques mis en jeu et sur les propriétés du film superficiel. La seconde partie met en évidence le caractère inhibiteur de la corrosion du décanoate de sodium dans le cas du magnésium pur et celui des alliages AZ91D. Une étude structurale a permis de déterminer la structure cristallographique de l'heptanoate de magnésium trihydraté
The magnesium alloys of nominal composition AZ91D (9%Al, 1%Zn) have a low corrosion rate, associated with good mechanical properties. The factors leading to their degradation are still insufficiently known. When the alloy is one phase made, it presents paradoxically a higher corrosion rate than the two phase composed alloy. The first part of this document deals with the microstructural and electrochemical study of the AZ91D alloys, elaborated by several casting methods. The constitutive phases were synthesised and characterised using electrochemical measurements. The corrosion resistance of the semi-solid AZ91D alloys is due both to the low galvanic coupling and to the properties of the surface film. The second part evidences the inhibitory properties of the corrosion of sodium decanoate for the pure magnesium and AZ91D. The inhibition mechanism involves the formation of a film composed of trihydrated magnesium decanoate. The crystallographic structure of this compound was determined

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Córdoba, Román Laura Catalina. "Magnesium-based biodegradable materials : from surface functionalization to cellular evaluation." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2016. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2016PA066237.pdf.

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Abstract:

Les alliages de Magnésium (Mg) sont une nouvelle génération de matériaux biodégradables ayant une bonne ostéointégration et un module d'élasticité similaire à celle de l'os humain. Ces propriétés rendent ces matériaux attrayant pour produire des implants temporaires pour la réparation osseuse. Toutefois, les alliages Mg se dégradent rapidement in vivo, rendant nécessaire de contrôler leur vitesse de corrosion pour accompagner la régénération tissulaire. Parmi les approches proposées pour réduire la corrosion et la biocompatibilité des alliages Mg, les plus utilisées sont les couches de conversion et les revêtements de surface. Dans ce travail une approche synergique qui combine une réduction du taux de corrosion avec l'amélioration de la biocompatibilité des alliages Mg est proposée. De nouveaux revêtements bicouches ont été déposés sur la surface d'alliages AZ31 et ZE41 : (i) un revêtement de silane-TiO2 déposé par dip-coating et (ii) des couches supérieures de collagène de type I et/ou de chitosane. Le revêtement inférieur a été efficace pour réduire la corrosion des alliages dans un fluide corporel simulé et en milieu de culture. La culture cellulaire in vitro de fibroblastes et ostéoblastes, a révélé que le dépôt additionnel de biopolymères a amélioré la réponse biologique du revêtement de silane-TiO2. Ces résultats montrent qu'il existe un effet combiné des revêtements bicouches et de la composition des alliages sur la réponse à la corrosion et sur le comportement cellulaire. Ce travail apporte donc une nouvelle contribution à la compréhension de l'évolution de la corrosion des alliages Mg dans des environnements biologiques
Magnesium (Mg) alloys are a new generation of biodegradable materials with good osseointegration and elastic modulus similar to that of human bone. These properties make them attractive materials to produce biodegradable implants for bone repairing applications that require temporary support. However, Mg alloys degrade rapidly in the in vivo environment making necessary to control their corrosion rate to accompany the tissue healing processes. Several approaches have been proposed for reducing corrosion rate and improving biocompatibility of Mg alloys. The most used ones are conversion films and surface coatings. This project proposes a synergistic approach that combines both decreased corrosion rate and improved biocompatibility of Mg alloys: we developed novel bi-layered coatings to functionalize the surface of AZ31 and ZE41 Mg alloys for bone repair applications. First, a bottom silane-TiO2 coating was formulated and deposited on both alloys by the dip-coating technique. The silane-based coating was effective in slowing down the corrosion rate of the substrates in simulated body fluid (SBF) and in Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium (DMEM). Secondly, top layers of type I collagen and/or chitosan were developed. Cell in vitro tests, with fibroblasts and osteoblasts, revealed that the biopolymers enhanced the biological response of the silane-TiO2 coating. Furthermore, the findings showed that there is a combined effect of the bi-layered coatings and the nature of the alloys on their final corrosion response and on the fate of the cells. In the same way, this work contributes to elucidating corrosion processes of Mg alloys in organic solutions in the long-term

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Dessolier, Thibaut. "Effet de la température sur les hétérogénéités de déformation plastique dans les alliages de magnésium." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAI094/document.

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Abstract:

L’objectif de cette étude est de quantifier la contribution intra et intergranulaire lors d’une sollicitation à haute température d’un alliage de magnésium (AZ31). Afin de répondre à cette problématique scientifique, un essai de traction in situ à haute température dans un MEB a été mis en place. Un important travail de développement a été réalisé autour de cet essai afin de lever un nombre de verrous technique conséquent. Ces verrous expliquent en partie pourquoi il existe aujourd’hui peu d’étude in situ à haute température sur des alliages de magnésium. Un marqueur local ayant la forme d’une microgrille a été déposé sur notre échantillon étant donné que celui-ci n’offre aucun contraste local pour la corrélation d’image numérique (CIN). Afin le dépôt du marqueur local, une cartographie EBSD a été réalisée. À l’aide des joints de grains issus de la carte EBSD, on peut venir superposer les joints de grains aux champs de déformation issue de la CIN.À l’aide des essais de traction in situ à haute température, on a pu mettre en avant l’effet de la température sur les différents mécanismes de déformation actif. Tout ce travail de développement nous permet ainsi de pouvoir localiser les hétérogénéités de déformation plastique à la fois en fonction de l’évolution de la déformation et pour plusieurs températures. D’après les essais menés, on a pu mettre en évidence le fait que plus la température est élevée, que plus les hétérogénéités de déformation plastique se localisent au voisinage des joints de grains. Basé sur une hypothèse cœur/manteau, on a pu venir quantifier la contribution intergranulaire, et mettre en avant que celle-ci devenait plus importante avec la température
The aim of this study is to quantify the intra and intergranular contribution of the deformation during a high temperature micromechanical test on a magnesium alloy (AZ31). In order to answer this scientific issue, we have developed an in situ tensile test at high temperature within a SEM. It has required a significant preparation work in order to push the current technical limits of this type of test on magnesium alloy. These technical limits can partly explain why there are currently few in situ studies at high temperature on magnesium alloys. A local marker in the form of a microgrid was placed on our sample as it does not provide any local contrast for digital image correlation (DIC). Before the deposition of the microgrid, EBSD mapping was made. Using the grain boundaries from the EBSD, we can superimpose the deformed grain boundaries on the strain map from the DIC.Using high temperature in-situ tensile tests, we were able to highlight the effect of the temperature on the different active deformation mechanisms. This whole development work enables us to locate the plastic deformation heterogeneities both according to the evolution of the deformation and for several temperatures. From the tests conducted, it has been shown that the higher the temperature, the more heterogeneous the plastic deformation heterogeneities are located in the vicinity of the grain boundaries. Based on a heart/coat hypothesis, we were able to quantify the intra and intergranular contribution, and show that it became more important with temperature

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Lévesque, Julie. "Modélisation et simulation du comportement des alliages de magnésium lors de la déformation à chaud." Thèse, Université de Sherbrooke, 2007. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1841.

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Abstract:

Les alliages de magnésium sont de plus en plus utilisés dans l'industrie automobile. Leur faible masse volumique permet d'alléger les véhicules, donc de diminuer l'utilisation de carburant et les émissions de gaz à effet de serre. La ductilité du magnésium à température ambiante est faible, mais une augmentation de celle-ci permet l'activation de systèmes de glissement supplémentaires et une meilleure formabilité. L'hydroformage à chaud pourrait donc permettre de fabriquer des pièces en alliages de magnésium destinées à l'industrie automobile. L'objectif de ce travail était de développer un modèle numérique permettant de simuler le comportement des alliages de magnésium déformés à température modérée (200 °C). Les principales difficultés résident dans le fait que le magnésium ne se déforme pas seulement par glissement, mais aussi par maclage. En plus de réorienter les mailles cristallines, le maclage amène également un schéma de durcissement complexe. Le modèle utilisé en est un de plasticité cristalline, qui tient compte de révolution de la texture lors de la déformation. Le modèle de départ a été adapté au magnésium en y incluant le maclage. Il tient compte de la réorientation des mailles cristallines, ainsi que du durcissement causé par les joints de macles. Le modèle a d'abord été calibré grâce aux courbes de traction et de compression uniaxiale, puis a été valide par la simulation de l'essai de déformation circonférentielle. L'évolution de texture observée a aussi permis de valider le modèle. Des équations permettant d'ajuster les paramètres du modèle en fonction du taux de déformation ont également été développées. Les diagrammes des limites de formage dans les directions conventionnelles et d'hydroformage ont été tracés. Le maclage semble contribuer légèrement à la formabilité des alliages de magnésium à la température étudiée. Une augmentation de l'index de sensibilité à la vitesse de déformation a aussi un effet positif sur la formabilité. Les résultats obtenus ne permettent cependant pas de déterminer l'effet du taux de déformation.

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Claveyrolas, Gilles. "Réactivité chimique des fibres de carbone vis-à-vis du magnésium et de ses alliages." Lyon 1, 1991. http://www.theses.fr/1991LYO10156.

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Abstract:

Les materiaux composites a matrice magnesium renforcee avec des fibres de carbone haut module apparaissent comme des candidats prometteurs pour des applications aerospatiales. Compte tenu de la faible densite de la matrice metallique, ils pourraient effectivement combiner des caracteristiques exceptionnelles: haute resistance et haute rigidite a la traction, dans le sens longitudinal, coefficient de dilatation proche de zero, stabilite dimensionnelle. La production de materiaux presentant les plus hautes performances implique cependant un controle precis de tous les facteurs pouvant diminuer les proprietes mecaniques du renfort ou affecter le transfert de charges a l'interface. Dans cette optique, nous avons etudie le comportement chimique de fibres de carbone dans le magnesium et ses alliages, plus specialement dans les alliages mg-al, mg-mn. Le sujet de cette investigation etait de permettre une meilleure comprehension de la chimie d'interface metal/fibre en termes de thermodynamique, de mecanisme et de cinetique reactionnels

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Suk, Séverine. "Etude des propriétés mécaniques des alliages de magnésium obtenus par thixoformage relation avec la microstructure." Paris, ENMP, 2001. http://www.theses.fr/2001ENMP1289.

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Kopp, Viktor. "Analyse et modélisation de transformations de phase par précipitation dans des alliages de magnésium modèles." Phd thesis, Université de Rouen, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00582337.

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Abstract:

La cinétique des premiers stades de précipitation dans les alliages Mg-RE a été étudiée par sonde atomique tomographique et par Microscopie électronique en transmission. La formation et la croissance des précipités β′′ ordonnés et cohérents, depuis la solution solide HCP a été étudiée à 150◦C pour l'alliage binaire Mg-2.6%pds Nd et pour l'alliage ternaire Mg-2.6%pds Y-2.7%pds Nd. Dans l'alliage binaire, les précipités β′′ forment des disques prismatiques de plan d'habitat { 10-10 }. Leur croissance a lieu dans les directions [0001] et [11-20], leur épaisseur n'évoluant pas de façon signiﬁcative. L'étude de la cinétique dans l'alliage ternaire a montré que l'ajout d'yttrium ralentit fortement la cinétique. Seuls des amas de solutés riches aplatis ont été observés aux temps très longs. Ce travail de thèse contribue également à la détermination du diagramme de phase Mg-Nd en précisant la solubilité à haute température du Nd dans Mg. En parallèle aux études expérimentales, des simulations de la cinétique de formation de la phase D019 à partir d'une solution solide HCP ont été réalisées dans un alliage A-5.5%at B grâce à la méthode Monte-Carlo cinétique. Nous nous sommes focalisés sur l'inﬂuence de la mobilité atomique sur le chemin cinétique. Cette mobilité est contrôlée par le paramètre d'asymétrie u. Il a été montré que u n'influence que l'ordre à courte distance dans les premières sphères de coordination pendant les tout premiers stades de décomposition. La cinétique globale est indépendante de la valeur de u. La coalescence des précipités D019 se produit par un mécanisme d'évaporation-condensation quel que soit la valeur de u, et est d'écrite par la loi de coalescence de Lifshitz-Slyozov-Wagner.

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Kopp, Viktor. "Analyse et modélisation de transformations de phase par précipitation dans des alliages de magnésium modèles." Phd thesis, Rouen, 2010. http://www.theses.fr/2010ROUES029.

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Abstract:

La cinétique des premiers stades de précipitation dans les alliages Mg-RE a été étudiée par sonde atomique tomographique et par Microscopie électronique en transmission. La formation et la croissance des précipités β'' ordonnés et cohérents, depuis la solution solide HCP a été étudiée à 150°C pour l'alliage binaire Mg-2. 6%pdsNd et pour l'alliage ternaire Mg-2. 6%pdsY–2. 7%pdsNd. Dans l'alliage binaire, les précipités β'' forment des disques prismatiques de plan d'habitat {1010}. Leur croissance a lieu dans les directions [0001] et [1120], leur épaisseur n'évoluant pas de façon significative. L'étude de la cinétique dans l'alliage ternaire a montré que l'ajout d'yttrium ralentit fortement la cinétique. Seuls des amas de solutés riches aplatis ont été observés aux temps très longs. Ce travail de thèse contribue également à la détermination du diagramme de phase Mg-Nd en précisant la solubilité à haute température du Nd dans Mg. En parallèle aux études expérimentales, des simulations de la cinétique de formation de la phase D019 à partir d'une solution solide HCP ont été réalisées dans un alliage A – 5. 5%at B grâce à la méthode Monte-Carlo cinétique. Nous nous sommes focalisés sur l'influence de la mobilité atomique sur le chemin cinétique. Cette mobilité est contrôlée par le paramètre d'asymétrie u. Il a été montré que u n'influence que l'ordre à courte distance dans les premières sphères de coordination pendant les tout premiers stades de décomposition. La cinétique globale est indépendante de la valeur de u. La coalescence des précipités D019 se produit par un mécanisme d'évaporation–condensation quel que soit la valeur de u, et est décrite par la loi de coalescence de Lifshitz-Slyozov-Wagner
Kinetics of first stages of precipitation in Mg-RE alloys have been studied by means of Atom Probe and by Transmission electron microscopy techniques. Formation and development of ordered coherent β''-precipitates from the HCP solid solution of a binary Mg-2. 6Nd and a ternary Mg-2. 6Y-2. 7Nd (wt. %) alloys were investigated at 150°C. In the binary alloy, the β''-precipitates form as plates on the {1010} prismatic planes. They grow in [0001] and [1120] directions, whereas the thickening of plates is insignificant or absent. Investigation of the ternary alloy showed that additions of Yttrium significantly slow down the kinetics. Only plate-like solute-rich atomic heterogeneities were observed at long aging times. The present work also makes a contribution to the determination of the binary Mg-Nd diagram ascertaining the high temperature solubility of Nd in Mg. In parallel, simulation of the kinetics of the formation of the DO19 phase from the hcp solid solution has been undertaken in A–5. 5% at B by Atomistic Kinetic Monte-Carlo method. Main attention has been paid to the investigation of the influence of the atom-vacancy mobility, controlled by the asymmetry parameter u, on the kinetic pathways. It was shown that u only influences short range ordering in the first shell during the very early stages. Overall kinetics is independent on the value of u. Coarsening of DO19 precipitates proceeds by the evaporation-condensation mechanism whatever the value of u. The mean precipitate size increases according to the Lifshitz-Slyozov-Wagner law

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Alvarez-Gutierrez, Alejandro. "Etude statistique de la corrosion atmosphérique et de la corrosion par piqûres de l'alliage d'aluminium 7020." Toulouse, INPT, 1994. http://www.theses.fr/1994INPT006G.

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Abstract:

Nos travaux concernent l'etude de la sensibilite a la corrosion atmospherique et la corrosion par piqures d'un alliage aluminium-zinc-magnesium dans differents etats de traitement thermique. L'etude de la corrosion atmospherique a consiste a exposer des eprouvettes en atmosphere marine-industrielle-tropicale pendant trois ans. La sensibilite a ce type d'attaque a ete determinee d'une part par des mesures de perte de poids et d'autre part, grace a l'analyse d'images numerisees, par la mesure de la densite et la surface des piqures, et du pourcentage de surface attaquee. Par ailleurs, la concentration des differents contaminants dans l'atmosphere et les parametres climatologiques ont ete mensuellement mesures. La sensibilite a la corrosion par piqures a ete determinee par l'analyse statistique des temps d'amorcage des piqures permettant de calculer la vitesse de germination des piqures. L'influence de divers parametres lies aux conditions de polarisation electrochimique et au materiau a ete analysee. Les resultats montrent l'influence de la microstructure et notamment de la precipitation resultant de traitements thermiques sur le comportement de l'alliage vis-a-vis de ces deux types de corrosion

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Bordes, Jean-Michel. "Propriétés physico-chimiques de revêtements aluminium-magnésium élaborés par pulvérisation cathodique magnétron." Besançon, 1999. http://www.theses.fr/1999BESA2067.

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Abstract:

Les dépôts sous vide à caractère métallique, capables de fournir une protection de type sacrificiel aux aciers et possédant de bonnes propriétés de frottement et de résistance à la corrosion, n'ont pas encore fait l'objet d'investigations approfondies. Dans cette étude, des dépôts métalliques Al et Mg purs et d'alliages Al-Mg ont été mis en oeuvre par pulvérisation cathodique magnétron à partir de cibles monoatomiques Al et Mg et sectorielles Al/Mg, dans un plasma d'argon, dans le but de substituer le zingage électrolytique et ses traitements associés. L'examen des potentialités de substitution de ces couches minces au zingage électrolytique et de ses traitements associés a été réalisé selon deux approches : (i) une approche théorique au travers de deux caractéristiques importantes mises en jeu dans le procédé de pulvérisation : les rendements de pulvérisation et l'origine en profondeur des atomes pulvérisés. (ii) une approche expérimentale par la caractérisation de ces dépôts, tant du point de vue structural et morphologique que du point de vue mécanique et électrochimique et ceci en fonction des paramètres régissant les dépôts. Notre étude fondamentale nous a permis de dégager quelques conclusions théoriques et pratiques importantes sur le phénomène de pulvérisation cathodique magnétron en général et sur le phénomène de repulvérisation susceptible d'apparaître sur des films bombardés par un flux d'ions argon pendant leur croissance. Notre étude expérimentale nous a permis de montrer que les alliages Al-(15 à 25%at. )Mg peuvent constituer une voie alternative au zingage électrolytique grâce à leurs propriétés physico-chimiques intéressantes : (i) Bonne dureté et structure dense, (ii) Faibles coefficients de frottement (iii) Propriétés sacrificielles et de corrosion intrinsèques optimales, dans ce domaine de composition, sur verre et sur acier (iv) Aspect métallique brillant et attrayant
Zinc coatings on steel offer the benefits of good corrosion protection and adaptation to current industrial forming and painting techniques. Nevertheless, there is a strong need for the substitution of conventional Zinc layers due to the non favourable properties encountered in the manufacturing of zinc coated steel and the need for thickness reduction because of environmental considerations. In this work, in a first time, calculations of sputtering yields and depth of origin of sputtered atoms have been performed for Al and Mg target materials since literature provides few data on these materials in the PVD processes energy range. We estimated sputtering yields and depth of origin of sputtered atoms from our experimental results or directly from empirical relations and computer simulations with the use of the computer program Transport of Ions in Matter code (TRIM. SP). Our results allowed us to explain, among other things, the Mg resputtering phenomena who appears on Al-Mg alloys coatings surfaces when a strong bias voltage is set to the substrates. In a second time, we developed a suitable alternative for conventional zinc coatings. New multifunctional coatings based on pure Al and Mg metals and their binary alloys were deposited on glass and steel substrates by a physical vapor deposition (PVD) process : balanced magnetron sputtering with the use of circular planar targets composed of sequential sectors of Al and Mg. Our study showed that the peak in performance observed in the 3% sodium chloride solution for the sputtered deposits containing approximately 15-25wt% Mg represented an optimum balance being attained between the barrier and sacrificial properties of the Al-Mg alloy coatings. Moreover, this composition range presented better properties in terms of hardness, low friction coefficients and dense structure

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Leleu, Samuel. "Vers une nouvelle méthode efficace et respectueuse de l'environnement pour la protection contre la corrosion des alliages de magnésium pour l'industrie aéronautique." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2018. http://oatao.univ-toulouse.fr/20134/1/Leleu_Samuel-20134.pdf.

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Abstract:

Les alliages de magnésium représentent une alternative à l’utilisation d’alliages d’aluminium ou de matériaux composites, en particulier dans le secteur aéronautique dans l’objectif de réduire la masse des structures. Ces travaux de thèse ont pour but de participer au développement de nouvelles méthodes de protection des alliages de magnésium, plus efficaces et respectueuses de l’environnement. Pour mener à bien ces travaux, des techniques électrochimiques, en particulier la spectroscopie d’impédance électrochimique, ont été couplées à des mesures par microscopie à force atomique (AFM), à des analyses par spectroscopie d’émission atomique à plasma induit (ICP-AES) et par spectroscopie de masse d’ions secondaires à temps de vol (Tof-SIMS) ainsi que des essais normalisés industriels. Tout d’abord, la résistance à la corrosion en milieu Na2SO4 de trois alliages de magnésium contenant des terres rares (WE43, EV31 et ZE41) a été étudiée et comparée à celle de deux alliages riches en aluminium (AZ31 et AZ91) et à celle du magnésium pur. Pour tous les alliages, il a été montré que les particules intermétalliques agissent comme des cathodes locales. Cet effet de couplage galvanique est plus marqué pour les particules riches en terres rares, en particulier dans le cas de l’alliage EV31. Conjointement, la corrosion est contrôlée par la dissolution de la matrice riche en magnésium et par le recouvrement progressif de la surface métallique par un film d’oxydes/hydroxydes. Ce film est plus protecteur pour les alliages que pour le magnésium pur mais cet effet bénéfique n’est toutefois pas suffisant pour compenser le rôle néfaste joué par les particules intermétalliques. Au final, l’ajout de terres rares augmente la vitesse de corrosion des alliages de magnésium en milieu Na2SO4 par rapport à celle des alliages AZ ou celle du magnésium pur. Dans le cas de l’alliage WE43, qui a été retenu pour la suite de l’étude, il a été montré que le film protecteur d’oxydes est plus mince et plus stable que celui formé sur le Mg pur, en particulier en présence d’ions chlorure. Ces résultats ont été expliqués par l’incorporation des éléments d’alliages, comme l’yttrium, qui serait responsable de la formation d’un film d’oxydes plus compact. Puis, plusieurs méthodes de protection ont été envisagées dans le but d’obtenir une résistance à la corrosion compatible avec les exigences de l’industrie aéronautique. Un traitement d’anodisation, développé par la société Prodem et appelé CEP, en combinaison avec plusieurs primaires de peinture sans chromate, proposés par la société Mapaéro (hydrodiluable ou haut-extrait sec) ont été évalués et comparés aux solutions de référence chromatées. Il a été montré que les traitements de conversion actuels, même en présence de primaire chromaté, ne permettent pas une protection efficace des alliages de magnésium. Le traitement CEP, de par sa structure poreuse, permet une bonne adhésion avec les primaires. Les meilleures performances ont été obtenues pour le traitement CEP revêtu par le primaire haut-extrait sec. Des analyses supplémentaires ont montré que l’ajout d’un vernis permettait d’obtenir un système de protection prometteur pour le remplacement des systèmes de référence sur la base des exigences clés aéronautiques.

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Pouillier, Édouard. "Hydrogen-induced Intergranular Fracture of Aluminum-Magnesium Alloys." Paris, ENMP, 2011. http://www.theses.fr/2011ENMP0095.

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Abstract:

Les alliages d'aluminium de la famille 5XXX (Al-Mg) sont utilisés dans la fabrication de pièces de structure en raison de leurs bonnes propriétés mécaniques, de soudabilité et de résistance à la corrosion. Toutefois, dans des conditions d'utilisation sévères, une synergie entre la déformation plastique et les réactions de corrosion se produit et entraîne une fissuration intergranulaire, par corrosion sous contrainte (CSC), voire par fragilisation par l'hydrogène (FPH). La ductilité passe de 50% à quelques %, montrant une fissuration fragile. La compréhension des mécanismes qui régissent ce type de fissuration nécessite la détermination de l'importance respective des principaux facteurs (notamment mécaniques et chimiques). Cette étude se concentre sur le rôle de la plasticité cristalline dans le cas de la fragilisation par l'hydrogène. Pour ce faire, des éprouvettes préalablement fragilisées en surface par l'hydrogène (via un chargement cathodique) ont été sollicitées en traction. Ces essais ont été menés in situ dans le microscope électronique à balayage. Les résultats de corrélation d'image ont montré que les fissures s'amorcent dans des régions faiblement déformées adjacentes à des régions fortement déformées, là où les contraintes intergranulaires les plus élevées sont attendues. Par ailleurs, la cartographie des orientations cristallines des surfaces observées au cours des essais a servi de base à un maillage réaliste de la structure, qui a permis de calculer les champs de contraintes et de déformation locaux à l'aide d'un modèle de plasticité cristalline. Le modèle a été validé par la confrontation des prédictions à la mesure des champs de déformation et aux courbes de chargement macroscopique. Les contraintes ainsi estimées par simulation numérique ont permit d'établir un critère de rupture. Ce critère de rupture a ensuite été incorporé dans la simulation de microstructure quasi-2D grâce à un modèle de zone cohésive. Les résultats obtenus en accord avec les observations ont mis en avant la nécessité de développer une méthodologie permettant de prendre en compte les effets de la microstructure situés sous les surfaces étudiées. Ces microstructures ont été caractérisées à l'aide de plusieurs techniques d'analyse 3D de la morphologie microstructurale des agrégats polycristallins (EBSD par couches successives et par microtomographie rayons X des joints de grains à l'aide de diffusion de gallium). Les résultats des simulations avec les microstructures réelles en 3D dans le domaine élastique sont cohérant avec ceux obtenus en 2D pour des agrégats composés de 40 grains
Aluminium alloys that are strengthened by alloying elements in solid solution may present a particular sensitivity to intergranular stress corrosion cracking as a result of intergranular dissolution. In Al-5Mg alloys such as AA5083, precipitation of the β-phase (Al3Mg2) at grain boundaries strongly favours intergranular fracture. Previous experimental studies revealed that local plasticity seems to play a significant role in crack initiation. Nevertheless, the exact role of crystal plasticity in the vicinity of grain boundaries is not well understood. The main goal of this doctoral thesis is two-fold: (i) to study the role of the local stress and strain fields on the mechanism of intergranular stress corrosion cracking and, based on such understanding, (ii) to develop a micro-mechanics based model to predict the onset of grain boundary cracking, through a suitably defined failure criterion, and the subsequent intergranular crack propagation. An experimental procedure based on in-situ tensile tests within the chamber of an scanning electron microscope was developed to measure the evolution of local strain fields at various microstructural scales and of lattice orientation using digital image correlation and electron backscatter diffraction (EBSD) techniques, respectively. Digital image correlation techniques were used in particular over areas comprising just a few grains up to mesoscopic regions of the polycrystal to quantify the deformation and strain fields required in the multi-scale study of intergranular fracture. From these observations, it was established that interfaces between two grains which have undergone little amount of deformation but lying within a neighbourhood of significantly deformed grains are the first to develop micro-cracks. In addition, X-Ray tomography and serial EBSD sectioning analyses revealed that cracked grain boundaries were perpendicular to the applied tensile load, where maximum tensile tractions are expected. To determine the role of local stresses and local plasticity on the mechanisms of intergranular fracture, a dislocation mechanics based crystal plasticity model was employed to describe the constitutive behaviour of each grain in the finite element model of the in-situ experiments. The model parameters were calibrated as a function of the solid solution magnesium content in the aluminium alloy. Measured EBSD maps were relied upon to define the orientation of the discrete grain regions of the in-situ specimens in the corresponding multi-scale finite element (FE) models. From the FE results, a range of threshold values of the normal grain boundary tractions needed to initiate intergranular cracks was identified. This finding is in close agreement with the predictions from an analytical solution of a simplified model of intergranular cracking based on an extension of Eshelby's theory for inclusions. Finally, a cohesive zone model calibrated with the critical grain boundary tractions and typical surface energies was added to the FE model of the polycrystal. A comparison between the experimental and numerical results reveals a good agreement with the observed experimental cracking pattern

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Murillo, Gutierrez Noé Verner. "Protection contre la corrosion d'alliages de magnésium par des revêtements issus de la voie sol-gel." Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/2432/.

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Abstract:

Ces travaux de thèse portent sur le développement de systèmes de protection anticorrosion pour alliages de magnésium par des revêtements issus de la voie sol-gel. La première partie de l'étude définit un prétraitement de surface adapté à l'alliage Elektron21 (Mg-Nd-Gd-Zr-Zn), comprenant une phase de préparation par voie mécanique puis par voie chimique. La deuxième partie concerne la formation de couches de conversion à base de cérium, et de phosphates, en vue de rendre le substrat métallique plus noble et de favoriser le post-dépôt d'autres revêtements. Une troisième partie est dédiée à la protection de l'alliage de magnésium par des revêtements hybrides élaborés à partir de deux formulations, " base méthacrylate " et " base époxyde ", et dont la formule d'origine a été modifiée par ajout d'un inhibiteur de corrosion, le Ce(NO3)3, et de groupes fonctionnels " phosphonatés ". Dans la perspective d'améliorer les performances du revêtement hybride " base époxyde ", un système architecturé " bicouche " est proposé. Enfin, la dernière partie de ces travaux concerne l'étude d'un système de protection " duplex ", comportant une couche de conversion chimique phosphatée et le revêtement hybride " base époxyde " en configuration mono ou bi-couche. Des analyses de surface et microstructurales sont corrélées aux résultats des caractérisations électrochimiques réalisées en milieu corrosif pour les différents systèmes de protection anticorrosion présentés
The present works aim to the development of anticorrosion protection systems for magnesium alloys, by the way of sol-gel coatings. The first part of the study defines a targeted surface pretreatment for the Elektron21 magnesium alloy (Mg-Nd-Gd-Zr-Zn), consisting of a mechanical preparation, followed by a chemical step. The second part is related to the formation of cerium-based and phosphate-based chemical conversion layers, in order to reduce the substrate reactivity and to promote the post-deposition of other kind of coatings. A third part of the study regards to the protection of the Elektron21 alloy by two different formulations of hybrid coatings: "methacrylate" and "epoxy"-based, for whose the original composition was modified by addition of a corrosion inhibitor, Ce(NO3)3, or also by addition of organic "phosphonate" functional groups. In the prospect of the improvement of performances of the "epoxy-based" hybrid coating, a "bilayer" architecture system is proposed. Finally, the last part of these works discusses the study of a "duplex" protection system, consisting of both a phosphate-chemical conversion layer and the "epoxy-based" hybrid coating, on mono or bilayer configuration. Some surface and microstructural analyzes are correlated to the results obtained by electrochemical characterizations realized in corrosive environment for all the different anticorrosion protection systems here presented

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Surla, Karine. "Oxydation d'un alliage aluminium-magnésium à l'état liquide : méthodologie de détermination des mécanismes à partir d'essais non nécessairement reproductibles." Grenoble INPG, 1998. https://theses.hal.science/tel-00509792.

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Abstract:

@L'objet de ce travail était l'étude de l'oxydation d'un alliage aluminium-5% magnésium à l'état liquide sous oxygène, par analyse thermogravimétrique, en s'appuyant sur celle du magnésium à l'état solide. Dans la plupart des cas, la vitesse absolue d'une réaction est proportionnelle au produit de la réactivité de croissance et de la fonction d'espace caractérisant les dimensions des zones réactionnelles mises en jeu dans le mécanisme de croissance. Nous avons vérifié que c'est le cas de la réaction étudiée ici c'est-à-dire la formation de l'oxyde de magnésium. Les mécanismes de formation de la magnésie dépendent de la pression partielle d'oxygène fixée dans l'enceinte réactionnelle, l'allure des courbes cinétiques ainsi que les morphologies des oxydes formés étant très différentes selon la pression d'oxygène. Sous de faibles pressions partielles, la réaction a lieu en phase gaz après évaporation du magnésium. Dans le cas de l'alliage, un mécanisme de formation de l'oxyde en phase gaz a été proposé. Ce modèle permet de rendre compte de l'influence de la pression partielle sur la vitesse de formation par unité de surface d'évaporation de la magnésie. Dans le domaine de fortes pressions d'oxygène et pour le magnésium solide, une modélisation physico-chimique décrivant les mécanismes de croissance de la magnésie et prévoyant l'évolution au cours du temps de la fonction d'espace a été proposée et validée par confrontation aux résultats expérimentaux. Dans le cas de l'alliage, les courbes cinétiques obtenues dans des conditions isothermes et isobares se sont révélées non reproductibles. Une méthodologie d'étude, basée sur l'utilisation de la méthode des décrochements, a rendu possible la modélisation de la croissance de l'oxyde. En effet, cette méthode a permis de déterminer l'origine de la non reproductibilité des courbes cinétiques, à savoir l'évolution aléatoire de la fonction d'espace, et d'obtenir les variations de la réactivité de croissance avec la pression d'oxygène. En nous appuyant sur la modélisation proposée pour le magnésium, nous avons proposé un modèle physico-chimique décrivant les mécanismes de croissance de l'oxyde et rendant compte de l'influence de la pression d'oxygène.

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Pierre, David. "Réactivité chimique à l'interface entre des substrats à base fer et des alliages de magnésium à l'état liquide." Lyon 1, 1999. http://www.theses.fr/1999LYO10223.

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Abstract:

Le magnésium (D 1,7) et ses alliages sont l'objet de nombreuses études, notamment dans le domaine de l'industrie automobile ou leur emploi sous forme de pièces moulées pourrait contribuer à l'allégement des véhicules. Traditionnellememnt, la fonderie et le moulage des alliages de mágnésium sont réalisés à l'aide d'outillages à base fer. Cet élément est en effet connu pour être chimiquement inerte vis-à-vis du magnésium. Cependant, cette excellente compatibilité chimique peur être altérée par la présence d'impuretés ou d'éléments d'alliage dans les deux métaux de base. Une étude de la réactivité chimique à 1000K à donc été entreprise dans les systèmes ternaires FE-MG-M (M = SI, AL, ZN, MN, ZR). Pour chaque système, l'aspect thermodynamique, l'aspect cinétique et les mécanismes d'interactions ont été déterminés. Le comportement de substrats ferreux en présence de différents alliages industriels de magnésium a ensuite été abordé. Des enseignements pratiques ont alors été dégagés d'une part dans le domaine de la protection des outillages contre la corrosion par les alliages de magnésium liquides et, d'autre part dans le domaine de l'élaboration de multimatériaux par insertion à la coulée.

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Hammioui, Mustapha El. "Lois cinétiques dans les réactions exothermiques de formation des hydrures métalliques : influence des paramètres de surface et des éléments d'addition." Dijon, 1986. http://www.theses.fr/1986DIJOS020.

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Abstract:

La cinétique d'hydruration de l'alliage LaNi5 sur différents échantillons composés de LaNi5 mélangé à une matrice de matériau inerte à l'hydrogène (Ni; Al). Comparaison avec LaNi5 seul. Influence de la pureté de l'hydrogène et du traitement thermique préliminaire. Etude cinétique et thermodynamique des réactions d'hydruration et de déshydruration du magnésium dans les alliages Mg/Ce, Mg/Zr, Mg/Ce/Zr et CeMg11Ni. Les résultats peuvent être reliés à la morphologie propre des échantillons et à la création de défauts linéaires, ce qui explique l'accroissement de réactivité de ces alliages par rapport au magnésium non allié.

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Song, Myoung-Youp. "Étude de la cinétique et des propriétés de stockage de l'hydrogène de l'alliage Mg₂Ni et de mélanges mécanochimiques Mg-Ni." Bordeaux 1, 1986. http://www.theses.fr/1986BOR10515.

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Dablij, Mohammed. "Étude expérimentale de l'effet Portevin-Le Chatelier dans trois alliages aluminium-magnésium dans des conditions de vitesse de déformation ou de contrainte imposées." Metz, 1998. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1998/Dablij.Mohammed.SMZ9863.pdf.

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Abstract:

L'instabilité de la déformation plastique liée au phénomène Portevin-Le Chatelier (PLC) se manifeste par l'apparition et la propagation de bandes de déformation. L'hétérogénéité de la déformation qui en résulte dégrade la formabilité du matériau et donne un aspect rugueux à la surface après formage. Pour éviter ces effets néfastes, il est nécessaire de bien cerner les facteurs qui conditionnent le déclenchement de ces instabilités. Bien que le phénomène PLC soit connu depuis longtemps, les modélisations et les résultats expérimentaux sont encore fragmentaires et parfois contradictoires. L'objectif du présent travail est la caractérisation de l'instabilité plastique PLC dans trois alliages d'aluminium-magnésium à la température ambiante ; d'une part, en étudiant les caractéristiques des bandes de déformation et les divers aspects de cette instabilité sur les courbes contrainte-déformation ; d'autre part, en mettant en évidence l'influence de la teneur en magnésium et de l'état microstructural initial sur le déclenchement de l'effet PLC. L'étude expérimentale a été menée dans un large intervalle de vitesses de chargement en utilisant deux types de machines de traction : une machine dure ou la vitesse de déformation est imposée, et une machine souple ou la vitesse de contrainte est imposée. L'evolution de la déformation critique à laquelle apparait l'effet PLC avec la vitesse de chargement, présente en général deux branches : une ascendante décrite qualitativement par les modèles basés sur le processus de vieillissement dynamique, et une descendante prévue par les modèles prenant en compte les effets de précipitation dynamique et de cisaillement de précipités. Une saturation au cours de la déformation et une sensibilité négative à la vitesse de déformation des caractéristiques des décrochements sur machine dure ont été observée. Ces résultats sont en accord avec les modèles macroscopiques de l'effet PLC bases sur une sensibilité négative à la vitesse de déformation. L'étude des variations des caractéristiques de bandes PLC, au cours de la déformation et en fonction de la vitesse de chargement, a été effectuée. La diminution de la vitesse de propagation de bande avec la vitesse de chargement concorde qualitativement avec les prévisions de certains modèles théoriques. Nous avons trouvé une similitude entre les évolutions de la déformation et de la vitesse de déformation dans les bandes. Enfin, l'étude comparative entre les trois alliages a montré que la teneur en magnésium et l'état microstructural initial influent de manière significative sur les conditions d'apparition et l'aspect du phénomène PLC. Les résultats obtenus dans le cadre de cette thèse constituent une contribution visant à approfondir la compréhension de l'effet PLC, et à fournir une base de données expérimentales pouvant aider à développer de nouvelles modélisations théoriques
Instability of plastic flow associated with the effect PLC is manifested in the appearance and the propagation of deformation bands. The resulting homogeneous flow degrades the material formability and gives a rigorous aspect to the surface after been formated. To avoid these bad effects, it is necessary to master those factors conditionning the releasing of the instabilities. Thought the PLC phenomenon was well known, the modilisation and the experimental results are still elementary and often contradictory. The object of the present investigation is to characterize the plastic instability PLC in three alloys of Al-Mg at room temperature ; on the one hand, by studying the characteristics of bands deformation and the different aspects of the instability on the stress strain curves; on the other hand, by making evident both influence of magnesium tenor and the initial microstructural estate on the releasing of PLC effect. The experimental study performed on a large scale of stress rate using two types of tensile machine: a hard machine where strain rate is imposed and a soft one where the stress rate using two types of tensile machine : a hard machine where strain rate is imposed and a soft one where the stress rate is imposed. The critical strain evolution in which PLC effect appears with stress rate, presents two ways : one increasing, described by the models based on the process of dynamic strain aging, and the other one decreasing predictable by the models taking into account dynamic precipitation effects and the precipitate shearing. While the deformation was taking place, a saturation and a strain rate sensitivity of squeezing were observed on hard machine. These results correspond to the macroscopic models of PLC effect based on strain rate sensitivity. The study of the variations of PLC bands' characteristics while deformation was taking place under the stress rate was performed. The diminution of propagation rate and the stress rate correspond quantitatively to certain theoretical models' previsions. We have found that the evolution of the strain and strain rate in bands are similar. Finally, the comparative study of the three alloys shows that the Mg tenor and the initial microstructural estate affect significatively the conditions of appearance and the aspect of PLC phenomenon

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Juers, Caroline. "Corrosion et traitement de surface d'alliages de magnésium utilisés pour des applications aéronautiques." Thesis, Nancy 1, 2008. http://www.theses.fr/2008NAN10107/document.

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Abstract:

Dans l’industrie aéronautique, le remplacement progressif des alliages d’aluminium par des alliages de magnésium est une des solutions pour alléger les avions et ainsi lutter contre le bruit et la pollution. En effet, avec une densité inférieure d’un tiers à celle de l’aluminium, le magnésium est le plus léger des métaux de structure. Toutefois, sa réactivité chimique importante restreint considérablement son domaine d’application. Malgré de bonnes propriétés mécaniques, un des problèmes des alliages de Mg est leur résistance à la corrosion, mal connue et peu maîtrisée en pratique. Les alliages de magnésium enrichis en aluminium (type AZ91D et AM50) sont actuellement les plus utilisés. Ils sont constitués de deux phases principales : la phase alpha et le précipité Mg17Al12 (phase ß). Ces alliages peuvent être synthétisés de plusieurs façons différentes : les procédés les plus utilisés actuellement sont la coulée sous pression (high pressure die casting) et la coulée gravitaire. La première partie de ce travail est consacrée à l’étude microstructurale et électrochimique des alliages de magnésium enrichis en aluminium et coulés par gravité ou sous pression. L’influence du pourcentage d’aluminium, ainsi que celle de l’état de surface, ont été étudiées. Dans des conditions de coeur, les alliages de magnésium présentent un comportement passif. L’augmentation de la teneur en aluminium permet généralement une meilleure tenue à la corrosion. Cependant, elle est aussi à l’origine du phénomène de piqûration aléatoire, engendré par une accumulation locale de phase ß. Dans des conditions de peau, les alliages coulés sous pression présentent systématiquement un comportement actif et, dans ce cas, l’augmentation de la teneur en aluminium a un effet néfaste sur la tenue à la corrosion, dû à la formation de larges plages de phase ß en surface engendrées par le processus d’élaboration lui-même. Enfin, le procédé d’élaboration par coulée gravitaire induit une forte rugosité qui procure aux alliages une mauvaise tenue à la corrosion dans des conditions de peau. La seconde partie de ce travail est une étude comparative entre les différents traitements de conversion chimique les plus utilisés actuellement sur les alliages de magnésium : les traitements de phosphatation amorphe ou à base de Ce(III) s’avèrent plus performants que celui de chromatation qui est désormais interdit en raison de la toxicité du chrome hexavalent. En revanche, le traitement à base de stannates s’est avéré très décevant. Cette étude s’est inscrite dans le cadre du projet européen IDEA (6ème PCRD) en collaboration avec une douzaine de partenaires européens et israéliens
In the aeronautical industry, aluminium alloys are progressively replaced by magnesium alloys, so as to lighten planes and consequently decrease noise and pollution. Actually, with a density of one third lower than the one of aluminium, magnesium is the lightest structural metal. However, its high chemical reactivity limits its application field: in spite of good mechanical properties, the main drawback of magnesium alloys is their corrosion resistance, which is insufficiently known. At the moment, magnesium alloys enriched with aluminium (as AZ91D or AM50 ones) are among the most used. They are made of two main phases: alpha-phase and Mg17Al12 compound (ß-phase). These alloys can be synthesized of different ways. High pressure die casting and gravity die casting are among the most used processes. The first part of this work is a microstructural and electrochemical study of magnesium alloys enriched with aluminium and obtained with gravity or high pressure die castings. The aluminium content effect, as well as the surface state, were investigated. In bulk conditions, magnesium alloys show a passive behaviour. The higher the aluminium content is, the better the corrosion resistance is. But, for highest aluminium contents, an uncertain pitting phenomenon can also be induced, due to a local accumulation of ß-phase. In skin conditions, high pressure die casting alloys always show an active behaviour, and the higher the aluminium content is, the worse the corrosion resistance is, because of the formation of big areas of ß-phase near the alloy’s surface and due to the casting process itself. At least, the gravity die casting process induces a strong roughness which strongly decreases the magnesium alloys corrosion resistance in skin conditions. The second part of this work is a comparative study between the different chemical conversion coatings which are among the most used on magnesium alloys: phosphate-based and Ce(III)-based treatments are more corrosion resistant than chromate-based treatment. This last one is now forbidden because of the high toxicity of chromium (VI). In another hand, stannate-based treatment is the less protective one. This study was performed in the framework of the IDEA project (6th PCRD), in collaboration with a dozen of Israeli and European partners

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Amira, Sofiene. "Influence of microstructure on corrosion behaviour and mechanical properties of some creep resistant magnesium alloys." Thesis, Université Laval, 2008. http://www.theses.ulaval.ca/2008/25123/25123.pdf.

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Kribs, Hocine. "Etude du vieillissement et de la stabilisation d'alliages à mémoire de forme : cas du Cu-Al-Mn." Lyon, INSA, 1989. http://www.theses.fr/1989ISAL0050.

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Abstract:

Dans ce travail nous avons dans un premier temps étudié le vieillissement en phase bêta des alliages Cu-Zn-Al et Cu-Al-Mn, et en particulier les limites d'utilisation de ces alliages à 250°C, 200°C et 150°C. L'appareillage que nous avons mis au point nous a ensuite permis d'étudier la stabilisation de la martensite des alliages Cu-Al-Mn avec et sans contrainte. Pour deux types de traitement thermique (trempe directe en martensite et trempe étagée, en phase bêta), l'étude systématique de l'influence des paramètres sur la stabilisation de la martensite a conduit aux résultats suivants : Le vieillissement prolongé en martensite sans contrainte conduit à une stabilisation favorisée par la mise en ordre de la martensite. La stabilisation est aussi apparue lors de montées en température lentes lorsque la concentration en lacunes est relativement importante (temps de maintien au dessus de Ms faible). Dans ce cas le piégeage se fait par migration des lacunes vers les interfaces. Enfin l'application d'une contrainte favorise le piégeage qui se fait par un effet de dragage des lacunes par les interfaces mobiles sous l'action de la contrainte. Ceci provoque alors, par accumulation, un piégeage plus efficace.

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Abbadi, Mohammed. "Influence de la température et de la vitesse de chargement sur les instabilités plastiques du type PLC dans l'alliage 5182 O." Metz, 2000. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2000/Abbadi.Mohammed.SMZ0030.pdf.

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Abstract:

Dans certains matériaux contenant des atomes de solutés diffusant vers les dislocations, on observe une déformation macroscopique hétérogène lors de sollicitations de traction pour certaines vitesses de chargement et températures d'essais, cette hétérogénéité macroscopique de la déformation est appelée « phénomène Portevin - Le Chatelier » ; elle se traduit par la présence de décrochements ou de paliers sur les courbes de traction. Chaque décrochement ou palier correspond à la propagation de bandes de déformation localisée le long de l'éprouvette de traction. L'interprétation microscopique de l'effet PLC est souvent associée à une interaction dynamique entre les nuages d'impuretés ou de solutés et les dislocations mobiles. Ces instabilités qui se développent lors de procédés de formage conduisent à une baisse de ductilité du matériau ainsi qu'à un mauvais état de surface du produit fini. Le présent travail consiste à étudier l'influence de la température et de la vitesse de chargement sur les instabilités plastiques de type Portevin-Le Chatelier dans un alliage d'aluminium de la série 5000 dans le cas d'essais de traction uniaxiale effectués à l'aide de machines dure et souple respectivement à vitesses de déformation et de contrainte imposées. Le domaine d'existence de l'effet PLC dans un diagramme log [varepsilon]. - 1/T, puis log [sigma]. - 1/T est ferme aux hautes températures et vitesses de chargement élevées. Ce résultat, prévu par des approches théoriques, est confirmé par les résultats expérimentaux de la présente étude. Les mesures expérimentales de la déformation critique [varepsilon]c à laquelle apparait l'effet PLC montrent que celle-ci présente un comportement normal aux vitesses de chargement élevées. Cependant, un comportement inverse est observe aux faibles vitesses de chargement. Les chutes de contrainte [delta][sigma] et le temps de rechargement tR augment en fonction de la déformation et tendent en général vers une valeur maximale de saturation. D'autre part, la moyenne des valeurs de [delta][sigma] à la saturation présente une décroissance lorsque la vitesse de déformation augmente avec deux valeurs de pentes assez proches de celles prévues par la théorie de la diffusion. Les résultats obtenus à partir d'essais réalisés sur machine molle nous ont permis de bien étudier les différentes caractéristiques des bandes de déformation localisée et de discuter leur évolution au cours de la déformation en fonction de la température et de la vitesse de chargement. Les variations des déformations [delta][varepsilon]b contenues dans les bandes de déformation présentent une similitude avec celles de la déformation critique [varepsilon]c : on observe pour [delta][varepsilon]b la même transition entre comportements inverse et normal. Les vitesses de propagation des bandes Vb, qui présentent les mêmes variations avec la déformation que les largeurs de bandes Wb, diminuent lorsque la vitesse de contrainte [sigma]. Augmente. Certains résultats expérimentaux ont été comparés à ceux prévus par les modèles théoriques de Hähner, Kubin-Estrin et Bréchet-Estrin
In certain material containing solutes diffusing towards dislocations, one observes a heterogeneous macroscopic deformation during tensile tests for certain loading rates and temperatures, this macroscopic heterogeneity of the deformation is called “Portevin – Le Chatelier” effect ; it results in the presence of serrations or stairs on the traction diagrams. Each serration of stair corresponds to the propagation of deformation bands located along the tensile specimen. The microscopic interpretation of PLC effect is often associated with a dynamic interaction between the clouds of impurities or solute atoms and mobile dislocations. These instabilities which develop during forming process lead to a fall of ductility of material as well as in a bad surface quality of the finished product. This work consists in studying the influence of the temperature and loading rate on plastic instabilities of type Portevin-Le Chatelier in an aluminium alloy of 5000 series in the case of uniaxial tensile tests carried out using hard and soft tensile machines respectively at imposed strain and stress rates. The domain of occurrence of PLC effect in log [varepsilon]. - 1/T, then log [sigma]. - 1/T diagram is closed at high temperatures and loading rates. This result, envisaged by theoretical approaches, is confirmed by the experimental results of this stuudy. This result, envisaged by theoretical approaches, is confirmed by the experimental results of this study. Experimental measurements of the critical strain [varepsilon]c for the oneset of repeated yielding show that [varepsilon]c presents a normal behaviour for high loading rates. However, an inverse behavior is observed at low loading rates. The stress drop [delta][sigma] and reloading times tR increase with strain and generally tend to a maximum value of saturation. Further, the average value of saturation presents a decrease when strain rate increases with two values of slopes rather close to those envisaged by the theory of the diffusion. The results obtained starting from tests carried out on soft machine enabled us to investigate different characteristics of localised deformation bands and to discuss their evolution during the deformation as function of stres rate and variopus test temperatures. The variations of band strain [delta][varepsilon]b present a similarity with those of the critical strain [varepsilon]c : one observes for [delta][varepsilon]b the same transition between inverse and normal behaviours. Band propagation velocities Vb, which present the same variations with strain that the bandwidths Wb, decrease when the stress rate [sigma]. Increases. Certain experimental results were compared with those envisaged by the theoretical models of Hähner, Kubin-Estrin and Brechet-Estrin

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Jay, Olivier. "Magnesium for biomedical applications as degradable implants : thermomechanical processing and surface functionalization of a Mg-Ca alloy." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAI104/document.

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Abstract:

Depuis la dernière décennie, les implants dégradables pour fixation de fracture connaissent un intérêt grandissant. Parmi tous les matériaux, le magnésium apparait comme un candidat prometteur dû à une combinaison unique de propriétés. Le magnésium est très bien toléré par le corps, il a une tendance naturelle à la dégradation et son faible module élastique peut aider à réduire le stress-shielding durant la reconstitution de l'os. Cependant, une combinaison optimale entre les propriétés mécaniques et la vitesse de dégradation doit être obtenue. Le calcium étant biocompatible et procurant différents effets bénéfiques, l'alliage sélectionné pour ce projet est le Mg-2wt.%Ca. Afin d'optimiser cet alliage, nous proposons une stratégie volume/surface : modifier la microstructure interne par des traitements thermomécaniques et fonctionnaliser la surface à l'aide d'une technique additive.Du laminage et de l'extrusion à chaud ainsi que de l'extrusion coudée à aires égales (ECAE), ont été utilisé afin de modifier la microstructure. La déformation plastique sévère induite par l'ECAE produit la plus fine microstructure (taille de grain et particules de seconde phase). Alors que différentes caractéristiques microstructurales (dislocations, macles, taille de grain) peuvent justifier l'augmentation de la résistance mécanique, l'évolution de la résistance à la corrosion semble principalement affectée par la microstructure de la seconde phase et la taille de grain. Cette influence résulte de la combinaison d'un effet micro-galvanique et de la dispersion des particules de Mg2Ca et possiblement d'une couche d'oxide plus stable. L'ECAP apparait comme le traitement le plus efficace pour augmenter les propriétés mécaniques et le comportement à la corrosion.La fonctionnalisation de surface a été réalisée par un dépôt à motif réguliers à l'aide d'une technique de microdéposition de nanoparticules d'argent afin d'apporter un effet antibactérien à la surface. La déposition est suivie d'un procédé de frittage par laser. Une série de déposition a été conduite afin d'optimiser les conditions du dépôt de nanoparticules d'argent. La topographie de la couche déposée, la qualité du frittage ainsi que l'impact thermique du traitement laser sur la microstructure du substrat a été caractérisée par profilommétrie, SEM et TEM. Une modélisation par éléments finis a été réalisé afin de décrire l'impact thermique du traitement laser. Cette simulation pourra être utilisée à des fins d'optimisation du procédé de dépôt.Combiner une approche sur la microstructure interne et la surface du matériau a permis d'obtenir un alliage de magnésium fonctionnalisé ayant des propriétés améliorées qui peut être considéré dans de futurs tests biomédicaux
Since the last decade, degradable implants for bone fixation have attracted special attention. Among different materials, magnesium appears as a promising candidate due to its unique combination of properties. Magnesium is very well tolerated by the body, it has a natural tendency for degradation and its low elastic modulus helps to reduce stress-shielding effect during bone healing. However, an optimal compromise between mechanical resistance and degradability kinetics has to be achieved. Since calcium is biocompatible and has several beneficial effects on magnesium, the alloy selected for this project is: Mg-2wt.%Ca alloy. To optimize this alloy for implant application, we propose a bulk/surface approach: i.e. tailoring the bulk microstructure by thermomechanical treatments and surface functionalization by additive manufacturing.Hot rolling and extrusion, and equal channel angular pressing (ECAP) have been used to tailor the microstructure. Severe plastic deformation induced by the ECAP process produces the finest grain and second particle phase microstructure. While different microstructural features (dislocations, twins, grain size) can account for the increase of the mechanical strength, the evolution of the corrosion resistance appears as primarily affected by grain size and second phase microstructure. This influence results from the combination of a micro galvanic effect, the dispersion of the second phase Mg2Ca and possibly a more stable oxide layer. Finally ECAP appears as the most efficient processing to improve both mechanical and corrosion behavior.Surface functionalization is achieved by designing a surface pattern using microdeposition with silver nanoparticles to add an antibacterial effect. The deposition is followed by a laser sintering process. A series of deposition were performed to optimize the deposition conditions for silver nanoparticles. The layer topography, the sintering, and the thermal impact of the laser treatment on the substrate microstructure have been characterized by profilommetry, SEM, TEM. A finite element simulation has been realized to describe the thermal effect of the laser treatment. This simulation can be further used for optimizing the patterning deposition process.Combining the bulk and surface approach have permitted to obtain a functionalized magnesium alloy with enhanced properties that can be considered for further biomedical tests

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Montagné, Pierre. "Alliages intermétalliques pour la conversion d'énergie : anodes pour piles à combustible métal air." Thesis, Montpellier 2, 2014. http://www.theses.fr/2014MON20239.

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Abstract:

Ce travail s'inscrit dans une thématique générale centrée sur la production et le stockage de l'énergie. L'étude concerne les systèmes de conversion de type métal-air, MAFC (Métal Air Fuel Cells) qui font partie de la famille des piles à combustible. L'anode consommable joue un rôle essentiel de réservoir d'énergie, déterminant dans les caractéristiques et les performances de ces dispositifs. La recherche de matériaux de substitution au métal de l'anode a été la motivation principale et le cadre de ce travail a été limité aux matériaux à base de magnésium. Les matériaux sélectionnés ont été préparés par différentes voies de synthèse et caractérisés par diffraction des rayons X et microscopie électronique. Les structures cristallines complexes et désordonnées de trois phases intermétalliques ont été résolues. L'étude des comportements électrochimiques de ces matériaux a permis de déterminer leur résistance à la corrosion en milieu salin et alcalin. La méthode de mise en forme s'est avérée importante pour ces matériaux dont les comportements varient en fonction de la compacité de l'électrode. Les performances des matériaux utilisés comme anode ont été évaluées au sein de piles de type métal air face à une cathode de Pd/C alimentée par un flux continu d'oxygène. Parmi les composés sélectionnés figurent MgB2 (structure en feuillets), Mg2Si (structure covalente), Mg3Ag, Mg4Ag et Mg2Al3 aux structures complexes basées sur des empilements polyédriques compacts. C'est le composé intermétallique Mg2Al3 qui a montré les comportements les plus intéressants avec une remarquable stabilité dans le temps au sein d'une pile
This work takes place within a general framework centered on energy production and storage. It concerns the Metal Air Fuel Cell (MAFC) devices which are a part of the fuel cells family. The anode, as an energy reserve, plays an essential part in the characteristics and the performances of these systems. The main goal of this work, which has been limited to Mg-based compositions, was to find substitution materials for the metal at anode. The selected materials have been prepared by various methods and characterized by X-ray diffraction and electron microscopy. Three complex and disordered structures have been solved. Electrochemical studies were employed to determine the corrosion resistance in saline and alkaline media. The conditioning of the electrodes appeared important because materials behavior can vary with the density of the electrode. Performances of materials used as anodes in metal air cells with a Pd/C oxygen cathode have been determined.The selected compounds include MgB2 (layered structure), Mg2Si (covalent simple arrangement), Mg3Ag, Mg4Ag and Mg2Al3 with complex structures that involve compact polyhedral packing. The best results are obtained with Mg2Al3 that presents a remarkably stable behavior in a metal air device

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Boisier, Grégory. "Nouvelles voies d'inhibition de la corrosion de l'alliage d'aluminium 2024 plus respectueuses de l'environnement : applications aux couches d'anodisations colmatées." Toulouse, INPT, 2008. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000744/.

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Abstract:

Le remplacement des composés toxiques à base de chrome (VI) dans les traitements de surface du secteur aéronautique est un problème récurrent depuis plusieurs années. Ces travaux ont porté sur la recherche de nouvelles voies d'inhibition de la corrosion plus respectueuses de l'environnement pour la protection de l'alliage d'aluminium 2024. Des inhibiteurs utilisés, seuls ou en mélange, ont été caractérisés électrochimiquement afin de déterminer les composés les plus efficaces. Ces derniers ont été incorporés dans les pores des couches d'anodisation développées sur l'alliage 2024 par l'intermédiaire du procédé de colmatage. Les inhibiteurs organiques restent en surface tandis que les inorganiques s'incorporent dans les pores mais leur action cicatrisante est limitée une fois le système blessé. Enfin, un traitement de surface à base d'acide carboxylique a été proposé. Il permet de rendre la surface des couches d'anodisation hydrophobes et ainsi d'augmenter la résistance à la corrosion
The development of free chromium (VI) surface treatments in the aeronautic industry is a recurring problem since long date. The present work was focussed on environmentally friendly new way of corrosion inhibition for the protection of 2024 aluminium alloy. Corrosion inhibitors were used as single or binary systems and were characterised by electrochemical techniques to evaluate the inhibitive efficiency and to determine the best combinations. The inhibitors were incorporated into the pores of the anodic films formed on AA2024 through the hydrothermal sealing process. It was shown that the organic inhibitors remained on the top of the anodic films whereas the inorganic were incorporated into the porous structure, but their healing action was limited close to defects. Finally, a surface treatment involving the use of carboxylic acid was proposed. It consisted in the formation of a hydrophobic coating on the anodic film surface which increased the corrosion resistance

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Carbonneau, Yves. "Développement et mise au point de nouveaux alliages de magnésium à propriétés mécaniques élevées et à faible coût." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1997. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk2/ftp04/mq25521.pdf.

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Rousseau, Jean Nicolas. "Effets de la concentration en magnésium dans les alliages d'Al-Mg sur la fabrication additive par soudage ultrasons." Master's thesis, Université Laval, 2018. http://hdl.handle.net/20.500.11794/32637.

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Abstract:

La fabrication additive par soudage ultrasons joint de minces feuillards entre eux par le biais de soudures ultrasoniques continues. Puisque ce procédé donne naissance à des composantes qui possèdent des propriétés mécaniques étroitement liées au métal d’apport, le choix des feuillards utilisés est déterminant. Les trois alliages étudiés dans ce projet sont le 5005, 5052 et 5056. Ils possèdent des concentrations respectives en magnésium de 0,8, 2,4 et 4,9 % massique qui augmente rapidement leurs propriétés mécaniques. L’impact de la concentration de cet élément d’alliage a été caractérisé sous plusieurs aspects : la déformation des feuillards, de l’énergie de soudage, des joints produits, des propriétés mécaniques dans les différentes directions de construction et de la microstructure aux interfaces. La résistance mécanique des joints produits est corrélée à l’énergie de soudage, où les effets principaux sont dominés par la température de préchauffe, la vitesse d’avance et l’amplitude d’oscillation. La hausse énergétique est favorisée via la réduction de la vitesse de soudage et de l’augmentation de l’amplitude, menant à des joints plus solides, mais diminuant les propriétés mécaniques dans les autres directions de construction. Les diverses composantes produites ont révélé des propriétés anisotropes, conséquence du procédé et de l’utilisation de feuillards écrouis. Comparativement au matériel de base, des résistances en traction aussi élevées que 105 % selon la direction longitudinale (X), 100 % dans la direction transversale longue (Y) et 45 % dans la direction de déposition (Z) ont été obtenues. Les allongements maximaux observés sont aussi élevés que 25 % en X et 7 % en Y pour certaines conditions évaluées. En revanche, l’alliage 5056 ne permet pas la production de soudures adéquates. Des traces résiduelles d’oxydes en surface sur de larges zones non déformées sont visibles ainsi qu’une augmentation de dureté significativeaux interfaces comparativement auxautres alliages.
Ultrasonic additive manufacturing enables the production of components by generation of bonds between thin foils by continuous ultrasonic welds. Since produced parts have mechanical properties closely linked to the base material, the selectionof foil is decisive and needs to be taken into consideration. The three alloys studied are 5005, 5052 and 5056. They are composed of 0.8, 2.4 and 4.9% weight of magnesium, respectively. The presence of Mg increases notably their mechanical properties. The influence of Mg content on UAM was investigated with respect to the physical changes of foils induced by deformation, welding energy, produced joints, mechanical properties in the different building directions and microstructure at the interface. Joint resistance was found to be correlated to welding energy input, where dominant effects are temperature, welding speed and the amplitude of vibration. Energy can be raised by a decrease of the welding speed as well as the enhancement of the amplitude of vibration, leading to better joints properties but affecting the mechanical responses in other build directions. A large number of components were successfully built and showed anisotropic properties due to the process itself and the use of strain-hardened foils. When comparing tensile results with base material, properties in the longitudinal direction (X) are up to 105% of the foil used, 100 % for the transverse direction (Y) and 45 % for the deposited direction (Z). Depending on the condition tested, tensile deformation up to 25 % in the X-direction and 7 % for the Y-direction was observed. On the other hand, the 5056 alloy could not be adequately welded and showed multiple areas where residual surface oxide was present, paired with adrastic increase of hardness at the interfacecomparatively to other alloys.

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Boissière, Rémi. "Effet de la température sur les capacités de mise en forme d'alliages de magnésium corroyés." Grenoble INPG, 2008. http://www.theses.fr/2008INPG0104.

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Abstract:

L’aéronautique montre un intérêt grandissant pour les alliages de magnésium. Cette thèse menée dans le cadre d’un programme européen porte sur l’effet de la température sur la capacité de mise en forme de tôles de différents alliages de magnésium. A température ambiante, les caractéristiques mécaniques sont fortement influencées par la texture cristallographique. Au-delà d’une température critique qui dépend de l’alliage testé, la capacité de déformation augmente sensiblement et ceci est attribué à l’activation de nouveaux systèmes de glissement associée ou non à de la recristallisation dynamique ou à une contribution significative du glissement aux joints de grains. Les phénomènes de localisation de la déformation et d’endommagement sont étudiés grâce à l’utilisation de techniques de corrélation d’images et à la micro-tomographie X. Enfin, des essais de mise en forme à différentes températures ont été menés grâce à la réalisation d’un mini dispositif d’emboutissage
Aeronautic shows a growing interest for magnesium alloys. This thesis, performed in the context of a European pro gram deals with the effect oftemperature on the forming capacities ofvarious magnesium alloys sheets. At room temperature, mechanical properties are strongly influenced by the crystallographic texture. Over a critical temperature which depends on the tested alloy, the forming capacity is enhanced and it has been attributed to the activation of new glide systems possibly associated with dynamic recrystallisation or to a significant contribution of grain boundary sliding. Strain localisation and damage have also been studied thanks to the use of digital images correlation and X-ray microtomogaphy. Finally, forming tests have been carried out thanks to the development of a mini deep-drawing device

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Córdoba, Román Laura Catalina. "Magnesium-based biodegradable materials : from surface functionalization to cellular evaluation." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066237/document.

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Abstract:

Les alliages de Magnésium (Mg) sont une nouvelle génération de matériaux biodégradables ayant une bonne ostéointégration et un module d'élasticité similaire à celle de l'os humain. Ces propriétés rendent ces matériaux attrayant pour produire des implants temporaires pour la réparation osseuse. Toutefois, les alliages Mg se dégradent rapidement in vivo, rendant nécessaire de contrôler leur vitesse de corrosion pour accompagner la régénération tissulaire. Parmi les approches proposées pour réduire la corrosion et la biocompatibilité des alliages Mg, les plus utilisées sont les couches de conversion et les revêtements de surface. Dans ce travail une approche synergique qui combine une réduction du taux de corrosion avec l'amélioration de la biocompatibilité des alliages Mg est proposée. De nouveaux revêtements bicouches ont été déposés sur la surface d'alliages AZ31 et ZE41 : (i) un revêtement de silane-TiO2 déposé par dip-coating et (ii) des couches supérieures de collagène de type I et/ou de chitosane. Le revêtement inférieur a été efficace pour réduire la corrosion des alliages dans un fluide corporel simulé et en milieu de culture. La culture cellulaire in vitro de fibroblastes et ostéoblastes, a révélé que le dépôt additionnel de biopolymères a amélioré la réponse biologique du revêtement de silane-TiO2. Ces résultats montrent qu'il existe un effet combiné des revêtements bicouches et de la composition des alliages sur la réponse à la corrosion et sur le comportement cellulaire. Ce travail apporte donc une nouvelle contribution à la compréhension de l'évolution de la corrosion des alliages Mg dans des environnements biologiques
Magnesium (Mg) alloys are a new generation of biodegradable materials with good osseointegration and elastic modulus similar to that of human bone. These properties make them attractive materials to produce biodegradable implants for bone repairing applications that require temporary support. However, Mg alloys degrade rapidly in the in vivo environment making necessary to control their corrosion rate to accompany the tissue healing processes. Several approaches have been proposed for reducing corrosion rate and improving biocompatibility of Mg alloys. The most used ones are conversion films and surface coatings. This project proposes a synergistic approach that combines both decreased corrosion rate and improved biocompatibility of Mg alloys: we developed novel bi-layered coatings to functionalize the surface of AZ31 and ZE41 Mg alloys for bone repair applications. First, a bottom silane-TiO2 coating was formulated and deposited on both alloys by the dip-coating technique. The silane-based coating was effective in slowing down the corrosion rate of the substrates in simulated body fluid (SBF) and in Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium (DMEM). Secondly, top layers of type I collagen and/or chitosan were developed. Cell in vitro tests, with fibroblasts and osteoblasts, revealed that the biopolymers enhanced the biological response of the silane-TiO2 coating. Furthermore, the findings showed that there is a combined effect of the bi-layered coatings and the nature of the alloys on their final corrosion response and on the fate of the cells. In the same way, this work contributes to elucidating corrosion processes of Mg alloys in organic solutions in the long-term

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Grigorova, Eli. "Préparation et caractérisation de matériaux composites à base de magnésium et de Mg2Ni : application pour le stockage de l'hydrogène." Bordeaux 1, 2005. http://www.theses.fr/2005BOR12961.

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Abstract:

Parmi les métaux et les intermétalliques pour le stockage de l'hydrogène le magnésium a la plus grande capacité massique, i. E. 7,6%. L'objet de cette thèse est l'étude des propriétés de sorption de l'hydrogène par des composites à base de Mg et/ou Mg2Ni préparés par broyage planétaire. L'influence de la substitution (telle que Mg2Ni1-xMx) et/ou des ajouts de métaux 3d (V, Fe et Co) et de non métaux (graphite) sur ces propriétés est étudiée. Les résultats obtenus montrent que quelque soit le matériau ou le mélange étudié, le broyage planétaire sous atmosphère d'argon ou d'hydrogène permet d'améliorer les cinétiques de sorption. Les échantillons contenant Mg2Ni1-xMx ont une capacité d'absorption élevée même à température moins de 3000C. Les procès d'absorption et de désorption pour tous les composites à base de Mg est plus rapides que dans le cas du Mg pur. Le broyage sous hydrogène notamment dans le cas des mélanges 90% Mg2Ni + 10%V(C) conduit à une amélioration de la désorption par rapport aux mélanges broyés sous argon.

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Dissertations / Theses on the topic 'Magnésium – Alliages'

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