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Dissertations / Theses on the topic 'Recristallisation'
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Gavard, Laurent. "Recristallisation dynamique d'aciers inoxydables austenitiques de haute purete." Grenoble INPG, 2001. http://www.theses.fr/2001INPG4206.
Full textAbstract:
Cette etude se situe dans le cadre d'un programme de recherche visant a optimiser les performances des materiaux de structure. Les mecanismes elementaires (ecrouissage et restauration dynamique, germination et croissance de nouveaux grains) intervenant lors de la mise en forme a chaud des metaux et alliages a faible energie de defaut d'empilement ont ete etudies dans le cas d'aciers inoxydables austenitiques. On s'est interesse en particulier a l'influence des principaux parametres operatoires (temperature, vitesse de deformation, taille de grains initiale, teneur en impuretes, chemin de deformation) sur le processus de recristallisation dynamique discontinue intervenant dans ces materiaux. Pour cela, des alliages de composition comparable a celle de la nuance industrielle 304l ont ete elabores a partir de fer, chrome et nickel ultra-purs. Des essais effectues en compression et torsion a chaud, de maniere a couvrir pour deux chemins de deformation tres differents, une large gamme de deformations, vitesses de deformation et temperatures, ont permis de determiner les caracteristiques rheologiques (sensibilite a la vitesse de deformation, energie d'activation apparente) des materiaux ainsi que de caracteriser leurs transformations microstructurales par metallographie optique et diffraction des electrons retrodiffuses (meb-ebsd). Grace a un choix judicieux des conditions d'elaboration de nos eprouvettes, l'influence de la taille de grains initiale ainsi que l'influence de la purete du materiau sur les cinetiques de recristallisation dynamique ont ete determinees. Un modele analytique pour la determination de la mobilite apparente des joints de grains, un modele semi-analytique pour la recristallisation dynamique et enfin un modele analytique pour le regime stationnaire de la recristallisation dynamique sont proposes ainsi qu'un nouveau critere pour la transition entre regime d'affinement et regime de grossissement des grains.
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Saintoyant, Lucie. "Couplage fluage-recristallisation dans les alliages de zirconium." Grenoble INPG, 2009. http://www.theses.fr/2009INPG0161.
Full textAbstract:
L'objectif de cette thèse est de comprendre et de modéliser le comportement du Zircaloy-4 au cours du transport du combustible usé. Nous avons développé un modèle couplant la recristallisation, la restauration et le comportement mécanique. L'utilisation de la microscopie électronique a validé les observations préexistantes sur la recristallisation statique et a montré que l'application d'une contrainte influence la germination et la croissance des nouveaux grains. Le premier effet est décrit physiquement en ajoutant un terme de friction au modèle de recristallisation et le second est implicitement inclus dans le modèle couplé. Le fluage est modélisé par un modèle polycristallin pour prendre en compte l'effet de l'anisotropie de comportement du zirconium et les hétérogénéités de la microstructure. Le comportement local est décrit par un modèle à bases physiques ajoutant un potentiel prédictif au modèle antérieurThe thesis aim is to understand and to model the behavior of Zircaloy-4 during the transport of spent fuel. We developed a model coupling the recrystallisation, the recovery and the mechanical behavior. Electron microscopy confirmed the pre-existent observations on static recrystallisation and showed that the application of a stress influences both the nucleation and the growing of new grain during recrystallisation. The former effect is physically described by adding a term of friction to the recrystallisation model and the latter implicitly included in the coupled modeI. The creep is modelled by a polycristallin mode] to take into account the etTect of the anisotropic behavior of zirconium and microstructure heterogeneity. The local behavior is described by a physically based model which adds a predictive potential to the previous model
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Akef, Abdelilah. "Déformation en compression plane et recristallisation de monocristaux d'aluminium." Grenoble INPG, 1993. http://www.theses.fr/1993INPG4210.
Full textAbstract:
Le phénomène de la décomposition de certaines orientations de cristaux cfc en laminage est étudié par des expériences de compression plane sur monocristaux, en parallèle avec une modélisation théorique originale. La déformation hétérogène de cristaux d'aluminium d'orientation (001)[kho] est associée a de grandes rotations cristallines de sens opposes autour de DT. La cinétique de décomposition est en accord avec une modélisation du type Taylor relâché, tandis que la répartition spatiale des bandes de déformation s'explique par une analyse fine de leurs incompatibilités de déformation plastique. Afin d'étudier l'influence de la température sur la déformation de cristaux à chaud, un nouveau dispositif de compression plane bi-encastrée a été mis au point (Tmax 450c, max 1. 2). Des essais préliminaires laissent entrevoir la possibilité d'une stabilisation de l'orientation cube a des températures proches de 400c. Les mécanismes de recristallisation de monocristaux déformes d'aluminium sont caractérisés par microdiffraction au MEB (ECP et EBSD). Une attention particulière est portée à l'influence des bandes de transition -BT- dans les cristaux (001)[hko] après compression plane. En général, deux cas de présentent: (i) germination dans les BT avec une rotation du germe vers l'orientation cube, et (ii) germination dans la matrice des bandes de déformation avec plusieurs types de relations d'orientation (matrice, vers cube ou autour d'axes<111>). Les orientations des grains après recristallisation complète sont également déterminées et les désorientations caractérisées en termes du type de joint de grain (méthode CSL)The phenomenon of the decomposition of certain guidelines in fcc crystals rolling is studied by compression experiments on single crystals flat, in parallel with an original theoretical modeling. The heterogeneous deformation of aluminum crystal orientation (001) Kho) is associated with large crystal rotations of opposite directions around DT. The decomposition kinetics are consistent with a Taylor-type models released, while the spatial distribution of deformation bands is explained by a detailed analysis of their plastic deformation incompatibilities. To study the influence of temperature on the hot deformation of crystals, a new compression device bi-recessed flat has been developed (tmax 450c, max 1. 2). Preliminary tests suggest the possibility of a stabilization of the cube orientation has around 400c temperatures. Recrystallization of deformed single crystal of aluminum mechanisms are characterized by SEM micro diffraction (EBSD and ECP). Particular attention is paid to the influence of transition -bt- bands in crystals (001) hko plane after compression. In general, two cases arise: (i) bt germination in a seed with the rotation towards the cube orientation, and (ii) sprouting in the matrix deformation bands with several types of orientation relationships (matrix, to cube or about axes <111>). The orientations of grains after complete recrystallization are also determined and disorientation characterized in terms of the type of grain boundary (method SCL)
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Begue, Giovanni. "Etude par spectroscopie des interactions fluide-liquide et conséquences sur la notion d'effet antisolvant : application à l'élaboration de poudre micronique de HNIW." Paris 13, 2003. http://www.theses.fr/2003PA132009.
Full textAbstract:
Parmi les divers procédés de mise en forme de poudres explosives ultrafines et a propriétés contrôlées, ceux utilisant un fluide supercritique comme anti-solvant ont fait l'objet de nombreux travaux et sont actuellement les plus proches de déboucher en terme d'industrialisation. Ce travail s'inscrit dans une collaboration de longue date entre la SME, la DGA et le LIMHP. L'objectif est d'établir la faisabilité et les paramètres pertinents d'un procédé de recristallisation par effet fluide antisolvant, sous forme de poudre fine (micronique), d'un explosif puissant: HNIW. Il s'agit de provoquer la précipitation la poudre, dissoute dans un solvant liquide, par l'ajout d'un non-solvent du soluté (le fluide) dans le mélange. L'étude a été menée sur deux plans. Le premier a p011e sur l'identification des événements conduisant à la précipitation réversible de HNIW. Les premiers résultats ont porte sur l'expansion volumique du système et la détermination des fractions molaires des constituants dans la phase liquide et gaz. Une étude par spectroscopie Raman et infrarouge a mis en évidence l'existence de fortes interactions entre les molécules d'antisolvant (C02) et de solvant, ce qui engendre la formation d'amas de molécules. Le deuxième plan concerne l'ingénierie de la poudre, constituée de quatre polymorphes o, 13, y, E. L'étude des paramètres du procédé a montre que, quels que soient les solvants utilises, la précipitation a lieu au maximum a 1 MPa, et correspond au maximum des interactions CO2-so1vant. Le paramètre qui nous est paru le plus sensible, est la nature de l'antisolvant utilise, qui influence la nature cristalline de HNHV précipité, i1 a été montre que plusieurs autres formes de HNIW pouvaient exister, notamment un forme HNIW-N20; dont l'énergie de formation est supérieure de 4% à celle de la plus énergétique des formes connues de HNIW. Avec une densité équivalente, Grace à ce procédé, la taille des cristaux est réduite à 3 microm avec une distribution serrée.
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Kiaei, Mercedeh. "Etude des mécanismes de recristallisation dans des aciers bas carbone." Paris 13, 1996. http://www.theses.fr/1996PA132018.
Full textAbstract:
Les rôles d'acier constituées en aciers a très basse teneur en carbone doivent présenter une excellente aptitude à l'emboutissage. Cette caractéristique importante est liée directement à la texture cristallographique qui influe sur l'anisotropie des propriétés mécaniques des tôles. Dans ce travail, on essaie de comprendre les mécanismes de recristallisation, mal connus jusqu'ici à cause d'un manque de moyens expérimentaux, dans deux nuances d'acier bas carbone laminées à froid à 70%. Les mesures de textures globales ont permis de tirer quelques conclusions sur l'évolution des orientations au cours du recuit. En présence d'azote en solution solide, la texture de recristallisation tend vers l'isotropie. Les précipités de seconde phase, engendrant une germination aléatoire à leur voisinage, réduisent l'amplitude des intensités de textures. Les mesures d'orientations locales, à différentes étapes de recristallisation, montrent que la texture locale des premiers grains est la même que celle des grains en fin de recristallisation. Ce qui montre que la germination contrôle la formation de la texture finale du matériau. En présence d'éléments en solution solide, l'orientation des premiers grains recristallisés correspond aux orientations 100, associées a la sibm, dont la précipitation interagit avec la recristallisation et empêche la croissance. Les essais de recuit in-situ dans un meb ont permis de suivre l'évolution de la microstructure et de la texture locale des aciers laminés à froid pendant la recristallisation. On a ainsi localise les premiers germes de recristallisation, observe leur croissance et l'évolution de leur environnement, et mesure leurs orientations. Les calculs de désorientations entre les grains recristallisés et la matrice révèlent de faibles désorientations au tout début de la recristallisation indiquant une germination intragranulaire. A d'autres étapes de recristallisation, les désorientations se rapprochent du cas sans corrélation. Aucune relation d'orientation de type 27<110> n'a pu être mise en évidence
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Kempf, Jean-Marie. "Déformation et recristallisation dans le domaine β de l'alliage TA6Zr5D." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1989. http://www.theses.fr/1989NAN10422.
Full textAbstract:
L'étude a caractérisé le comportement thermomécanique de l'alliage TA6ZrD, au cours de la déformation dans le domaine β et a analysé l'évolution structurale au cours de la déformation et pendant le traitement thermique post-déformation. L’analyse microstructurale a été réalisée sur des éprouvettes de laboratoire, sollicitées en traction, et des éprouvettes massives, déformées par compression sur site industriel. Les essais de traction ont permis de définir la loi de comportement de l'alliage dans les domaines de vitesses et de températures de déformation choisis. L’analyse de l'évolution structurale a montré que les joints de grain se déforment sous l'effet de la déformation croissante. Un léger adoucissement dynamique est observé sur les courbes de traction. A l'issue du traitement thermique, la taille moyenne des grains ex-β a été corrélée aux conditions de déformation. Sur les deux types d'éprouvettes, un schéma de recristallisation statique, avec mise en évidence d'un écrouissage critique, a été obtenu. Ce taux de déformation critique diminue lorsque l'énergie emmagasinée au cours de la déformation augmente. Cependant, si les valeurs du taux de déformation critique sont semblables sur les deux types d'éprouvettes, la taille du grain ex-β est plus importante sur l'éprouvette massive. Pour expliquer l'origine possible de ce grossissement anormal, l'étude de l'effet d'une contrainte appliquée au cours du traitement thermique a été abordée. Les résultats ont montré que cette contrainte conduit à une augmentation de la taille de grain au voisinage du taux de déformation critique
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Lurdos, Olivier. "Lois de comportement et recristallisation dynamique : approches empirique et physique." Saint-Etienne, EMSE, 2008. http://www.theses.fr/2008EMSE0013.
Full textAbstract:
La mise en forme des métaux à grande vitesse de déformation provoque une déformation importante et rapide de la pièce. Cette déformation, associée aux grandes vitesses de déformation inhérente au procédé, provoque des échauffements localisés et importants. Des zones de localisation de la déformation apparaissent, telles que les bandes de cisaillement. En revanche, le reste de la pièce est dans certains cas peu affecté par la déformation. La modélisation de tels phénomènes nécessite donc l'utilisation de lois de comportement valables sur une très large gamme de déformations, vitesses de déformation, et températures. Après avoir présenté et exploité des essais de torsion, une compilation de courbes contrainte-déformation de l'acier 304L est présentée. Un premier modèle empirique, fondé sur la loi de Voce, est proposé pour décrire la rhéologie des métaux dans ces conditions. L'ensemble des coefficients de ce modèle est ajusté à partir des courbes contrainte-déformation. Ce modèle présente deux différences fondamentales par rapport à la loi classique de Johnson et Cook (1983, 1987). Premièrement, les effets de l'écrouissage, de la vitesse de déformation, et de la température sont couplés, et deuxièmement, la contrainte tend vers une valeur stationnaire quand la déformation est suffisamment grande. De plus, l'ajustement des coefficients de la loi par rapport aux courbes expérimentales a mis en évidence un nouveau critère empirique déterminant le domaine de température et de vitesse de déformation dans lequel se produit la recristallisation dynamique. Un deuxième modèle physique de recristallisation dynamique discontinue est ensuite proposé. Ce modèle permet de caractériser l'évolution de la microstructure au cours de la déformation de matériaux à faible énergie de défaut d'empilement. La taille moyenne des grains, ainsi que la densité moyenne de dislocations sont déterminées en fonction des paramètres du matériau. De plus, la contrainte d'écoulement représente correctement l'allure des courbes expérimentales au cours du régime transitoire. L'exploitation des résultats de l'étude du régime stationnaire permet d'identifier l'ensemble des coefficients du modèle. Une nouvelle méthode est ainsi proposée pour déterminer la mobilité des joints de grains. Enfin, deux versions simplifiées du modèle sont proposées de manière à rendre leur utilisation possible par des codes de calcul de type éléments finisHigh speed material forming produces intense and fast strains. The latter, associated with the high speed of deformation inherent to the processes, induce considerable heating of the pieces. Zones of strain localization appear, such as shear bands. On the other hand, other parts of the piece are almost not affected by strain in some cases. Modelling of such phenomena then implies the use of constitutive equations valid over a very wide range of strain, strain rate and temperature. After an overview of torsion tests and results, a compilation of 304L stainless steel available stress-strain curves is presented. A first empirical model, based on the Voce equation, is proposed to describe the rheology of metals in such deformation conditions. All parameters are fitted to the set of experimental curves. This model sets forth two fundamental differences with the classical Johnson and Cook (1983, 1987) constitutive equation. First, the strain, strain rate and temperature effects are coupled together. Second, stress increases with strain until a steady state value. Furthermore, observations of the parameter variations point out a new criterion that defines a range of temperatures and strain rates where recrystallization occurs. A second physical constitutive equation based on discontinuous dynamic recrystallization is then proposed. This model is able to predict the evolution of microstructure during deformation of low stacking fault energy materials. Average grain size and average dislocation density are determined as functions of material parameters. Furthermore, the predicted flow stress correctly represents the shape of experimental stress-strain curves. The full exploitation of the steady state results enables the identification of all parameters. A new method is then proposed to estimate grain boundary mobility. Finally, two simplified versions of the model are proposed to provide solutions suited to finite element codes
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MOHANGD, GHIATH. "Caractérisation de l’énergie stockée par diffraction des rayons X dans les multicristaux de cuivre : effet sur la recristallisation statique." Paris 13, 1999. http://www.theses.fr/1999PA132009.
Full textAbstract:
Le but du présent travail, est de caractériser les hétérogénéités inter- et intragranulaires dans le cas des échantillons multicristallins de cuivre déformés par laminage à 33%, et ensuite, de montrer l'influence de ces hétérogénéités sur la recristallisation statique. L'état d'écrouissage a été étudié par les analyses de l'élargissement de profils de diffraction mesurés par un diffractomètre à haute résolution. Ces analyses ont montré plusieurs aspects de l'état déformé : (i) la densité de dislocations varie significativement d'un grain à l'autre dans le même multicristal (entre 7 et 12 1014 m−2) ; (ii) le rayon de coupure (écrantage) des dislocations semble conserver, dans tous les échantillons, une valeur constante d'environ 0. 15 μm, ce qui autorise à considérer que l'énergie stockée est proportionnelle à la densité de dislocations ; (iii) la déformation par laminage induit une forte anisotropie de la distribution des dislocations ; (iv) les zones intergranulaires (entourant les joints de grains) ne semblent pas être excessivement écrouis et elles sont caractérisées par un niveau d'écrouissage moyen par rapport aux grains voisins. L'étude de la cinétique de recristallisation a révélé une forte dépendance entre la température critique de recristallisation et l'énergie stockée. Ainsi, cette température subit une chute de 510°C à 270°C, quand l'énergie stockée augmente de 10 à 17 J/mol. Ce résultat conduit à prévoir une hétérogénéité importante de la cinétique de recristallisation dans les polycristaux, qui se traduit par l'activation de la recristallisation, d'abord, dans les grains les plus écrouis. Malgré le niveau moyen d'écrouissage associé aux zones intergranulaire, ces zones semblent présenter des sites de germination (hétérogène) privilégiés. Les mesures d'orientations des premiers germes montre que le mécanisme de recristallisation prépondérant dans cette zone est constitué d'une migration des joints de grains suivie du processus de maclage multiple.
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Jakani, Saâd. "Effet des impuretés sur les mécanismes de recristallisation du cuivre tréfilé." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00220406.
Full textAbstract:
La présence d'éléments résiduels dans la matière première retarde la recristallisation et altère le comportement mécanique après recuit des fils de cuivre industriel élaborés par coulée continue. Dans ce contexte, le travail présenté dans ce mémoire de thèse avait pour objectif de comprendre le rôle de certaines impuretés (soufre, plomb), ainsi que celui de l'oxygène introduit au cours l'opération de coulée continue, sur l'état microstructural des fils après tréfilage et lors du recuit de recristallisation. Les résultats obtenus par diffraction de neutrons ont clairement montré une corrélation entre l'énergie stockée lors de la déformation à froid dans les grains d'orientations préférentielles (fibres <111>//DN et <001>//DN i.e. DN//axe de tréfilage) et le taux d'impuretés présentes dans le matériau. Ceci est en accord avec les observations en microscopie électronique en transmission (MET) qui ont mis en évidence une taille de cellules de dislocations plus faible et la présence de dislocations isolées au sein des cellules dans le matériau chargé en impuretés. Une analyse quantitative de l'évolution de la texture en fonction du temps de recuit a montré que l'acuité de la texture diminue sans apparition de nouvelles composantes. La fraction volumique de la fibre <001>//DN se maintient tandis que celle de la fibre <111>//DN, majoritaire à l'état tréfilé, diminue fortement. Nous avons également observé un allongement du temps d'incubation lors de la recristallisation pour les fils à forts taux d'impuretés. A l'échelle microscopique, la formation des premiers germes d'orientations <001>//DN s'opère par coalescence des cellules proches des joints de grains. Quant aux impuretés, elles semblent retarder le processus de restauration nécessaire à la formation des germes ainsi que la mobilité des joints de grains lors de la recristallisation, certainement par le biais d'une ségrégation inter-granulaire. Concernant l'effet de l'oxygène, l'analyse de la sous-structure de déformation en MET a mis en évidence une restauration très avancée dans le matériau le plus chargé en oxygène. Cette restauration dynamique est certainement facilitée par le piégeage des impuretés par l'oxygène. Par ailleurs, la taille des particules d'oxydes suggère la possibilité d'un mécanisme de germination induite par la présence de particules (PSN).
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Zhang, Minghao. "Comportement viscoplastique des alliages austénitiques pendant la recristallisation sous faibles contraintes." Thesis, Paris, ENMP, 2014. http://www.theses.fr/2014ENMP0060/document.
Full textAbstract:
Pendant la recristallisation de certains alliages sous faibles contraintes, une accélération de la déformation viscoplastique, liée à la recristallisation est observée. Ce phénomène, connu en anglais comme « Recrystallisation-Induced Plasticity » (RIP), est susceptible d'intervenir dans de nombreux procédés de mise en forme à chaud. Pourtant, les mécanismes physiques ne sont pas clairement établis et aucune loi de comportement n'est disponible. Cette étude a comme objectifs principaux la compréhension de ce phénomène et le développement des cadres constitutifs de modélisation. Pour cela, ce travail de thèse s'appuie (i) sur les données expérimentales obtenues sur des alliages Fe-Ni, sollicités sous différentes conditions après écrouissage à froid ou à chaud, et (ii) sur les caractéristiques microstructurales observées par EBSD et MET. Les résultats expérimentaux suggèrent que le comportement viscoplastique des grains recristallisés et leur fraction volumique jouent des rôles importants. Afin de quantifier leurs impacts, deux lois de comportement ont été développées : (i) en traitant la microstructure comme composée de deux "phases" (i.e. grains écrouis et grains recristallisés) et en homogénéisant le comportement du matériau en fonction des propriétés de chaque phase, et (ii) en traitant la microstructure comme celle d'un matériau homogène qui évolue selon les lois évolutives des variables internes associées aux obstacles ainsi qu'à la fraction volumique des grains recristallisés. Les résultats numériques confirment que la déformation viscoplastique par dislocations, couplée avec une réduction de la densité de dislocations, joue un rôle essentiel et rend compte d'environ 70% de la déformation totale. Le travail accompli dans cette thèse apporte des connaissances fondamentales sur le phénomène RIP, ce qui permet d'améliorer le contrôle des dimensions d'un produit lors de sa mise en forme à chaudAn obvious increase in strain rate is observed during recrystallisation when an alloy is subjected to low stress levels. This phenomenon, known as “Recrystallisation-Induced Plasticity” (RIP), is observed in a number of hot-forming processes. The dominant underlying mechanisms are not yet clear and no constitutive viscoplastic material formulation is available to describe the associated microstructural evolution and mechanical behaviour. This thesis work aims at understanding this phenomenon and developing physics-based models to describe and predict it. In this study, the deformation evolution during recrystallisation is investigated on hot and cold worked Fe-Ni alloys subjected to different relevant temperature-stress conditions. The microstructural characteristics of partially and fully recrystallised materials are first identified through EBSD and TEM observations. The experimental results reveal that deformation accelerations during recrystallisation are mainly associated with the viscoplastic behaviour of recrystallised grains and their evolving volume fraction. Two sets of constitutive equations have been developed to model the RIP phenomenon: (i) one where the material is assumed to be composed of two “phases” (i.e. recrystallised grains and cold-worked grains) and the flow behaviour of the alloy is obtained by homogenising that of each “phase”, and (ii) another where the material is treated as an homogeneous one and where its flow behaviour is assumed to depend on the microstructural “state” described by two internal state variables, namely those associated with strong obstacles and with the recrystallisation volume fraction. The results of this work confirm that a considerable contribution to the deformation enhancement associated with the RIP mechanism arises from viscoplastic deformation by dislocation activity, coupled with a reduction in the dislocation density by recovery processes. This contribution accounts for approximately 70% of the total deformation. It will be shown that this work provides fundamental knowledge to the understanding of the RIP phenomenon which should, in turn, contribute towards improving the control of product dimensioning in hot-forming processes
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Cliche, Nicolas. "Recristallisation et propriétés mécaniques d'un acier inoxydable austénitique stabilisé au niobium." Paris, ENMP, 2019. http://www.theses.fr/2019PSLEM070.
Full textAbstract:
L’acier 316Nb est un acier inoxydable austénitique stabilisé au niobium présentant une excellente limite d’élasticité et une excellente résistance à la corrosion, y compris en température. Il est utilisé dans des composants réalisés par forgeage libre. Suite à deux procédés de refusion différents, deux nuances ont été étudiées : une nuance de référence ESR (electro-slag remelting) et une nuance VAR (vacuum arc remelting) avec notamment moins d’azote. Afin de durcir davantage cet acier, une limitation de la recristallisation lors du forgeage et des traitements thermiques ultérieurs est souhaitée. Nous avons donc étudié les recristallisations dynamique, post-dynamique et statique de cet acier. Nous avons montré que la recristallisation dynamique était très limitée pour cet acier dans les conditions usuelles de forgeage. Si l’on applique de très fortes déformations, la recristallisation dynamique s’effectue principalement de façon continue par fragmentation de grains. Les phénomènes prépondérants de recristallisation post-dynamique et statique dépendent fortement de l’état initial de la microstructure (dénommé préconditionnement) via notamment les teneurs en niobium, carbone et azote en solution solide dans l’austénite. Ces teneurs varient fortement avec l’histoire thermique liée au forgeage. Un modèle de diffusion, adapté aux différentes nuances, a été développé à partir de calculs thermocinétiques. Pour un préconditionnement donné, nous avons montré, via des essais de torsion et des expertises par diffraction des électrons rétrodiffusés, que les cinétiques des recristallisations post-dynamique et statique des deux nuances étaient très proches. Nous avons également montré que le mode de sollicitation n’influait pas de façon significative sur les recristallisations post-dynamique et statique en comparant des essais de torsion, de compression uniaxiale et de compression plane encastrée. Une modélisation des évolutions microstructurales indépendante du mode de sollicitation a alors pu être bâtie. Nous avons adapté et enrichi un modèle à champs moyens de recristallisation et de croissance de grains, fondé sur des distributions de densités de dislocations et de tailles de grains. Nous présentons ses avantages et ses limites ainsi que son application à une structure hétérogène (bloc forgé). Enfin, l’influence de la microstructure sur les caractéristiques mécaniques des deux nuances a été étudiée en détail par des expériences de torsion et traction séquencées ainsi que par des essais de traction réalisés dans des blocs forgés. Des corrélations quantitatives entre la microstructure et les caractéristiques mécaniques ont ainsi été établiesThe 316Nb steel is a niobium-stabilized austenitic stainless steel with an outstanding yield stress and an outstanding corrosion resistance, even at elevated temperatures. It is used in components made by hot open-die forging. Due to two different remelting processes, two different grades have been studied : an ESR (electro-slag remelting) reference grade and a VAR (vacuum arc remelting) grade with notably less nitrogen. In order to harden this steel, we want to hinder recrystallization during forging and subsequent annealing. Therefore, we studied the dynamic, post-dynamic and static recrystallizations of this steel. We found that dynamic recrystallization was very limited for this steel in the usual forging conditions. If very large strains are applied, dynamic recrystallization progresses mainly in a continuous way by grain fragmentation. The main phenomena concerning post-dynamic and static recrystallizations strongly depend on the initial state of the microstructure (called preconditioning) through especially the niobium, the carbon and the nitrogen contents in solid solution in the austenite matrix. These contents vary a lot with the thermal history of the forging process. A diffusion model based on thermokinetic simulations has been adapted to the different grades. For a given preconditioning, torsion tests and EBSD (electron backscatter diffraction) maps showed that the recrystallization kinetics of the two grades were very close. We also found, by comparison between torsion, uniaxial compression and channel-die compression tests, that the deformation mode did not have significant effects on post-dynamic and static recrystallizations. We built a model of microstructural evolutions which did not depend on the deformation mode. We adapted and further developed a mean-field recrystallization and grain growth model based on dislocation densities and grain size distributions. Its advantages and limits along with its application to a heterogeneous structure (a forged block) are presented. Finally, we studied in depth the influence of the microstructure on the mechanical properties of the two grades thanks to sequenced torsion and traction experiments and tensile tests on forged blocks. Thus, quantitative correlations between the microstructure and the mechanical properties have been established
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FUSIL, STEPHANE. "Etude de la recristallisation en phase solide du seleniure de zinc." Paris 11, 2000. http://www.theses.fr/2000PA112029.
Full textAbstract:
Le but de cette etude est d'observer les mecanismes de la recristallisation en phase solide du semi-conducteur znse. L'influence des defauts etendus ainsi que celle les defauts ponctuels introduits par recuit non stchiometrique sont constatees. Le materiau initial est constitue de znse polycristallin obtenu par condensation sur un substrat du produit de la reaction d'un flux de h 2se sur du zn fondu. Ce materiau est soumis a divers traitements thermomecaniques de recristallisation. La presence en quantite variable de certaines heterogeneites chimiques est mise en evidence et influe sur la croissance des grains. L'existence d'un taux de deformation critique est demontree. L'existence d'une texture cristallographique induit une anisotropie de croissance des grains. L'etat de maclage est egalement affecte par les relations d'orientations que rencontre le grain en croissance. Les conditions de recuits ayant ete mises en uvre (atmosphere se ou zn) ont montre l'influence determinante de l'atmosphere de recuit sur la recristallisation (initiation, processus, cinetique et microstructure finale). L'ensemble des differences en recristallisation est attribue a la presence de defauts ponctuels. La spectroscopie d'annihilation des positons, la photoluminescence et la transmission optique permettent d'impliquer la lacune de zinc qui favorise la recristallisation. De large monocristaux (quelques cm 3) peuvent alors etre obtenus. L'influence des defauts ponctuels est egalement demontree dans le cas du zns. Les caracteristiques de la recristallisation liees aux defauts etendus sont similaires a celles rapportees pour divers metaux. Les effets originaux sont lies a la presence des defauts ponctuels.
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JULLIARD, FRANCK. "Etude des mecanismes de recristallisation dans l'invar, alliage fe-36%ni." Paris 11, 2001. http://www.theses.fr/2001PA112167.
Full textAbstract:
Les mecanismes de recristallisation sont etudies dans l'invar, alliage fe-36%ni utilise comme masque d'ombres dans les televiseurs couleur, afin de comprendre la formation de la texture de recristallisation cubique qui est un des parametres favorisant le percage chimique des masques. Nous avons caracterise a differentes echelles la texture et la microstructure du materiau au cours des differentes etapes de la gamme de fabrication en utilisant la diffraction des rayons x et des neutrons, la microscopie optique et la microscopie electronique a balayage et en transmission. Le materiau montre apres un laminage a chaud une structure recristallisee a grains fins et une texture peu marquee et heterogene entre la surface et le cur ou les grains d'orientation cubiques sont fortement presents. Au cours du laminage a froid, cette texture peu accusee evolue rapidement vers une forte texture de type cuivre dans laquelle la composante cubique reste presente quelque soit le taux de reduction. Les grains de cette orientation developpent alors une structure de cellules bien restaurees. De plus, la desorientation se cumule a l'interieur des bandes cubiques, passant de 10\ pour un taux de reduction de 70% a plus de 30\ pour un taux de reduction de 95%. Lors du recuit, le materiau developpe une texture de recristallisation cubique pour un taux de reduction superieur a 80%, alors qu'elle est beaucoup moins marquee en dessous de 80%. A l'echelle microscopique, la croissance des germes d'orientation cubique s'opere par gonflement de l'ex-joint de grains de forte desorientation quelque soit le taux de laminage. La difference de texture de recristallisation peut alors s'expliquer par une plus faible difference d'energie stockee entre la matrice et les bandes cubiques dans le materiau moderement lamine. En effet, la force motrice est par consequent plus faible et la croissance des germes moins rapide. Ainsi, les autres composantes ont le temps de se developper.
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Dunlop, John. "Approche variable interne de fluage et recristallisation des alliages en zirconium." Grenoble INPG, 2005. http://www.theses.fr/2005INPG0055.
Full textAbstract:
Les gaines nucléaires en Zircaloy-4 constituent la barrière primaire protégeant l'environnement externe des pastilles de combustible et des produits de fission. Cette thèse a pour objectif une meilleure compréhension du comportement thermomécanique du Zirca-loy-4 au cours des périodes transitoires de transport et d'entreposage des assemblages de combustibles usagés. Un premier modèle couplé de restauration et de germination-croissance des grains a été développé qui permet de reproduire le comportement du Zircaloy-4 observé expérimentale-ment au cours des étapes de restauration et de recristallisation. Il permet de prédire les dé-formations et les températures critiques en condition isotherme ainsi que le comportement du Zircaloy-4 au cours d'étapes de recristallisation en conditions anisothermes. Un second modèle à variables internes de type Kocks-Mecking-Estrin a été développé dans le but d'introduire le durcissement cinématique associé aux contraintes d'incompatibilité en-tre les grains. Un modèle de désépinglage des dislocations mobiles a été couplé, permettant de décrire le pic d'écoulement dans le matériau complètement recristallisé. Ce couplage permet de reproduire les essais expérimentaux de fluage et en traction à vitesse constante, réalisés sur du Zircaloy-4 détendu ou recristallisé. Les interactions élastiques entre l'hydrogène en solution solide et les dislocations ont été examinées en utilisant le modèle développé par Château et al. . L'écrantage élastique a pu ainsi être introduit dans les modèles d'évolution de la microstructure et de déformation plas-tique développés. Les résultats obtenus sont en accord qualitatif avec les résultats expéri-mentaux obtenusZircaloy-4 fuel cladding is the primary barrier between nuclear fuel pellets and associated fission products, and the external environment. Though the behaviour of Zircaloy-4 during service has been thoroughly studied, the response of cladding after service, particularly dur-ing transport and temporary storage, is less well understood. For the different scenarios that have been proposed for storage of spent fuel, some may induce transients in temperatures and stresses owing to residual thermal power within the fuel pellets. To ensure cladding in-tegrity during these transients it is desirable to be able to predict the microstructural and me-chanical response under these conditions. This thesis has two aims. These are: firstly, to develop a model describing the plastic de-formation of Zircaloy-4 under the conditions expected after service, and secondly, to develop a model describing the microstructural evolution expected at higher temperatures. A coupled model for recovery, nucleation and growth of recrystallisation, is developed and is applied to isothermal data of recovery and recrystallisation of Zircaloy-4. The model successfully pre-dicts critical strains and temperatures for recrystallisation and can describe recrystallisation kinetics under non-isothermal conditions. The internal variable plasticity model of Kocks, Mecking and Estrin is modified to include kinematic hardening associated with the develop-ment of incompatibility stresses between the grains, and applied to the plastic deformation of Zircaloy-4. A model for unpinning of mobile dislocations is developed to describe the yield point seen in fully recrystallised material. This is successful in describing th
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Zhu, Kangying. "Etude des mécanismes de déformation et de recristallisation dans un alliage de zirconium." Paris 13, 2006. http://www.theses.fr/2006PA132021.
Full textAbstract:
Plusieurs techniques expérimentales complémentaires et multiéchelles ont été employées. L’évolution de la microstructure et de la texture cristallographique de l’alliage Zr-2Hf en fonction du taux d’écrouissage a été interprétée à partir de l’identification des modes de déformation activés. L’évolution des textures globale et locale pendant les stades successifs de la recristallisation a été analysée. L’apparition de la composante de texture {0001}< > pendant la recristallisation primaire ne peut pas être attribuée à une énergie stockée nettement inférieure dans les grains possédant cette orientation. La formation et la croissance privilégiée des germes d’orientation {0001}< > peut être expliquée par la forte mobilité d’un joint de grain particulier correspondant à un plan de coïncidence du réseau hexagonal. La croissance des grains d’orientation {0001}< > pendant le stade de croissance normale du grain est liée à l’existence d’une énergie de déformation plastique résiduelle plus faible.
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Roy, Christelle. "Génération de particules par un procédé assisté par CO2 comprimé : cristallisation et formulation." Paris 13, 2008. http://www.theses.fr/2008PA132017.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur la recristallisation et la formulation de principes actifs en utilisant du CO2 comprimé comme agent de précipitation. La première partie est consacrée à la cristallisation des actifs purs, afin d'appréhender les phénomènes qui contrôlent le procédé tout en privilégiant une analyse thermodynamique. Les deux versions dévéloppées offrent des performances differentes, la limitation du mode discontinu provenant de la difficulté à porter le système hors de son état d'équilibre. La seconde partie est consacrée à la génération de systèmes polymères-actifs, avec des excipients hydrophobes ou hydrophiles; à nouveau, le mode semi-continu s'avère le plus approprié, sauf si de la silice est ajoutée à la liqeur initiale. Enfin, un dernier volet plus exploratoire vise à élaborer par réaction de greffage des particules hybrides organique/oxyde ; si les résultats montrent l'existence d'interactions, la réalité d'une liaison covalente reste à demontrerThe work deals with crystallization and formulation of active ingredients using compressed CO2 as precipitation agent. Pure drugs were first processed, to enlighten phenomena that control the process, with special mention to thermodynamics. The two investigated versions lead to different performances, the relative drawback of the discontinuous coming from the difficulty in driving the system far from equilibrium. The second part is dedicated to generation of polymer-drug systems, with hydrophobic or hydrophilic excipients depending on formulation targets; the semi-continuous mode seems preferable, unless silica is previously added to the liquor. The last section, more exploratory, aims to produce organic/oxides hybrid particles by reaction; whilst results are encouraging, the existence of a covalent bond has still to be demonstrated
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Bozzi, Sandrine. "Optimisation du procédé FSSW (Friction Stir Spot Welding) pour des assemblages homogènes A1/A1 et hétérogènes A1/Acier." Paris 11, 2009. http://www.theses.fr/2009PA112314.
Full textAbstract:
Le Friction Stir Spot Welding (FSSW) est un procédé de soudage thermomécanique : un outil constitué d’un épaulement et d’un pion est mis en rotation rapide et pénètre dans les deux tôles superposées à assembler. La chaleur produite par le frottement de l’outil sur les tôles provoque un ramollissement de la matière. La rotation du pion permet alors de malaxer la matière des deux tôles. L’outil se retire ensuite en laissant une empreinte. Le FSSW permet ainsi le soudage de l’aluminium grâce à un malaxage entre les deux tôles. L’écoulement de la matière dans la zone de malaxage a pu être identifié. Il existe précisément deux flux distincts : des remontées externes de la matière et un malaxage interne le long de la paroi du pion. Il en résulte alors l’apparition de stries dans la zone de malaxage, qui correspondent à des films de matière fondue provenant du dessous du pion. D’un point de vue microstructurale, le mécanisme de recristallisation dynamique continue a été identifié, si bien que la zone de malaxage correspond à une zone de petits grains recristallisés d’environ 5µm de diamètre, entrecoupés de stries de grains plus fins d’environ 1µm, et de composition chimique différente. Quant aux propriétés mécaniques, elles sont fortement liées à l’écoulement de matière et à la microstructure qui en résulte, comme le montre notamment les mécanismes de rupture. La rupture à lieu par la propagation de la fissure située à l’extrémité de l’interface entre les deux tôles. Cette fissure se propage généralement en contournant la zone de malaxage qui présente une forte dureté due à l’affinement des grains, en empruntant le chemin marqué par le resserrement des stries. Ainsi, un moyen évident de retarder la rupture est donc d’obtenir une zone de malaxage la plus large possible. Mais il ne s’agit pas du seul facteur pour optimiser la tenue mécanique des points de soudure. L’inclinaison de la fissure à l’extrémité de l’interface est une autre donnée très influente. L’assemblage entre l’aluminium et l’acier, quant à lui, est rendu possible grâce à une accroche, c’est-à-dire à une remontée d’acier dans la tôle d’aluminium. Il y a alors formation de composés intermétalliques à l’interface entre l’accroche d’acier et l’aluminium grâce à un effet thermomécanique. Les précipités intermétalliques qui en résultent au niveau des accroches présentent une taille d’environ 250 nm et une dureté qui diffère fortement selon leur nature, allant jusqu’à 1100 HV. Ces zones intermétalliques deviennent alors des zones très fragiles qui peuvent détériorer le comportement mécanique des soudures. Lorsque ces précipités sont trop nombreux, et que leur microdureté est élevée, la rupture des points de soudure provient de nombreuses fissures qui apparaissent au niveau des zones intermétalliques. Mais ils restent nécessaires, car s’ils sont quasi inexistants, la tenue mécanique est très faible, la rupture ayant lieu par une rapide décohésion entre l’accroche d’acier et l’aluminium. Ainsi, pour une tenue mécanique optimale, une certaine quantité d’intermétalliques est nécessaire, ce qui correspond également à une surface d’accroche plus importante. Dans ce cas, l’accroche étant plus robuste, la rupture a lieu par déchirure de la tôle d’aluminium. L’ensemble des résultats a permis de montrer le fort potentiel du FSSW pour des applications homogènes de l’aluminium ainsi que pour des applications hétérogènes entre l’aluminium et l’acierFriction Stir Spot Welding (FSSW) is a thermomechanical joining process : a tool constituted by a retaining wall and by a pawn is put in fast rotation and penetrates into both sheet stacked to assembly. The heat produced by the friction of the tool on sheets provokes a softening of the material. The rotation of the pawn allows then to mix the material of both sheets. The tool withdraws then by leaving an imprit. Therefore the FSSW allows the joining of aluminium alloys thanks to a mixing between both sheets. The flow of the material in the stir zone was able to be indentified. There are exactly two different streams : external rises of material and an internal mix along the wall f the pawn. It results the appearance of streaks in the stir zone, which correspond to films of melted material resulting from the bottom of the pawn. From a microstructural point of view, the mechanism of dynamic continous recrystallisation was identified, so that the stir zone corresponds to a zone of small recristallized grains about 5 µm of diameter, interrupted of streak with finer grains about 1 µm, and of different chemical composition. As for the mechanical properties, they are strongly bound to the flow of material and to the microstructure which results from it, as shows it in particular the mechanism of break. The break take place by the distribution of the crack situated at the end of the interface between both sheets. This crack propagates generally by contourning the stir zone, which presents a strong hardness due to the refinement of grains, by taking the way marked by the contraction of sreak. S, an evident means to delay the break is to obtain the widest possible stir zone. But it is not about the only factor to optimize the mechanical strength. The slope of the crack a the end of the interface is another very influential datum. The assembly between aluminium and steel, as for its, is possible thanks to a hhok, that is to say an ascent of steel into the aluminium sheet. There is then formation of intermetallic compounds in the interface between the steel hook and the aluminium, thanks to a thermochemical effect. The intermetallic precipitates present a size about 250 nm, and a hardness which differs strongly according to their nature, until 1100 to HV. These intermetallic areas become the very fragile zones which can damage the welds mechanical behaviour. When these precipitates are on a too important quantity, and when their microhardness is raised, the hook rupture results from numerous cracks. But those intermetallic compounds remain necessary, because if they are almost non-existent, the mechanical strength is very weak : the fracture taking place by a fast separation between steel and aluminium. So, for an optimal mechanical strength, a certain quantity of intermetallic compounds is necessary, what also corresponds to a surface of sticks more important. In that case, hooks being more strong, the fracture takes place by a tear of the aluminium sheet. All the results allowed to show the strong potential of the FSSW for homogeneous applications of aluminium as well as for heterogeneous applications between aluminium and steel
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Busch, Lauper Karin. "Restauration, recristallisation et textures de fils minces métalliques en cuivre et or /." [S.l.] : [s.n.], 1988. http://library.epfl.ch/theses/?nr=736.
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Wang, Wei. "Etude des mécanismes de recristallisation de nouveaux alliages à base de Ni." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01024285.
Full textAbstract:
Les travaux portent sur deux nuances d'alliages Ni-Cr-W, l'une contenant des précipités de W (EM722) et l'autre non (EM721). Les matériaux forgés, fournis par Aubert & Duval, présentaient des microstructures hétérogènes avec de très gros grains. Dans un premier temps, une procédure thermomécanique a été développée afin d'obtenir un état de référence avec une microstructure homogène avec une faible taille de grains et une texture relativement peu accusée. A partir de cet état de référence, l'évolution de la texture, au cours du laminage à froid (différents taux de réduction), a été analysée par diffraction des neutrons et a montré un renforcement de la texture de type Laiton. Les mécanismes de déformation ont été étudiés en microscopie électronique en transmission et par EBSD (Electron BackScatter Diffraction) afin de comprendre la formation de ce type de texture. Les bandes de cisaillement sont supposées être un facteur important pour la formation de ce type de texture. A partir des états déformés, la cinétique de recristallisation a été déterminée pour deux températures (700°C et 900°C) à partir de mesures de microdureté et par EBSD. Les mécanismes de recristallisation ont été étudiés par MET. Le mécanisme de SIBM (Strain Induced grain Boundary Migration) est le mécanisme prépondérant pour la nuance EM721. Pour l'autre nuance, EM722, possédant des précipités de W, le mécanisme de SIBM est présent, mais en plus, un second mécanisme de PSN (Particle Stimulated Nucleation) a été mis en évidence. De plus, quel que soit le mécanisme de recristallisation, une fois que les germes sont formés, ils maclent très rapidement. Par conséquent, une étude complémentaire sur l'évolution des joints de macle pendant la recristallisation primaire a été réalisée, en employant l'EBSD et surtout le système ASTAR installé dans un MET. Il a alors été montré que cette évolution dépend à la fois de la taille des grains et de l'énergie stockée par les grains pendant la déformation. Enfin, une simulation de la recristallisation primaire de type Monte-Carlo a également été mise en œuvre. Son originalité réside notamment dans sa capacité à rendre compte de la formation des joints de macles cohérents et rectilignes.
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Roux, Sylvie. "Isolation diélectrique des circuits intégrés de puissance par recristallisation en phase liquide." Toulouse, INSA, 2001. http://www.theses.fr/2001ISAT0039.
Full textAbstract:
Ces travaux s'insèrent dans le cadre de l'intégration des composants de puissance. En effet, le souci majeur de l'électronique de puissance est la cohabitation sur un même substrat de composants utilisant de forts courants et/ou de fortes tensions avec des composants petits signaux. Cette étude répond à un besoin de réduction du nombre de boîtiers électroniques, de la quantité de câbles de connexion et du coût de fabrication. Pour réaliser cette intégration nous avons étudié un substrat de silicium sur isolant qui, grâce à cette couche d'oxyde de silicium enterrée, permet d'obtenir une zone de silicium isolée du substrat initial. La principale caractéristique de la méthode de réalisation de ce substrat, retenue dans ces travaux, est l'emploi d'une couche d'oxyde enterré localisée. Cela signifie que la surface de la plaquette de silicium est couverte d'une alternance de substrat sur isolant et de substrat massif. La technique de réalisation du substrat de silicium sur isolant consiste à recristalliser en phase liquide une couche de silicium polycristalline sur oxyde à partir de zones de germe monocristallines. Après un bref état de l'art des différentes techniques de silicium sur isolant, nous abordons la description plus approfondie du procédé de réalisation de notre substrat de silicium sur oxyde. Enfin, une large place est accordée au développement technologique en salle blanche du LAAS/CNRS du procédé de préparation du substrat de silicium sur isolant et à la réalisation de composants. De nombreux résultats de caractérisations physiques et électriques de ce substrat sont présentés et analysésThis work takes part of the integration of power devices. Indeed, the main concern within the power electronics is the co-existence in the same substrate of devices using high currents and/or high voltages and of small signal devices. This study meets the need of dimensions shrinking, number of chips reduction, connectivity shrinking and cost reduction. To perform this integration we have chosen to study a silicon on insulator (SOI) substrate, which, due to this buried oxyde layer, allows to obtain a silicon area insulated from the bulk silicon. The method chosen to realize the SOI substrate has the advantage to perform a localized SOI layer. This means that the wafer surface is covered by alternately SOI layer and bulk silicon. To realize this localized SOI substrate, we are using a technique called LEGO for Lateral Epitaxial Growth over Oxide, which consists in the recrystallization in liquid phase of a polycrystalline silicon layer over oxyde beginning from monocystalline seed area. After the state of the art about the different SOI techniques, we present the description of the process for realizing SOI layers. Then, the technological part of the process is explained, whose development took place in the LAAS/CNRS clean room, in addition we present the realization of devices in SOI substrate. Some results of physical and electrical characterizations of the SOI substrate realized by LEGO are exposed and analysed
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Schmittbiel, Jean-Marc. "Modes de recristallisation après forgeage isotherme d'un superalliage élaboré par métallurgie des poudres." ENSMP, 1996. http://www.theses.fr/1996ENMP1006.
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Morere, Bruce. "Recristallisation d'un alliage d'aluminium 7010 après déformation à chaud : influence sur la ténacité." Grenoble INPG, 1999. http://www.theses.fr/1999INPG4202.
Full textAbstract:
Cette these examine l'influence de differents parametres sur la recristallisation dans l'alliage d'aluminium 7010, et les consequences sur la tenacite. La premiere partie de l'etude s'interesse a certains parametres susceptibles d'avoir un effet sur la recristallisation. Deux types de parametres sont examines : les conditions de laminage a chaud (vitesse, temperature, conditions de refroidissement) et de mise en solution (vitesse de chauffe) d'une part, et les particules de seconde phase (dispersoides al#3zr, phase s) d'autre part. Des essais de compression plane a chaud en laboratoire sont utilises pour simuler, de facon controlee, le laminage a chaud industriel. La microstructure apres deformation et apres mise en solution est caracterisee par differentes techniques : analyse d'image, ebsd, met, diffraction x. L'effet preponderant sur la fraction recristallisee des parametres temperature et vitesse de deformation est ainsi mis en evidence. Par ailleurs, differents etats de precipitation des dispersoides al#3zr sont obtenus en modifiant la teneur en zirconium et la vitesse de chauffe lors de l'homogeneisation. L'influence de la taille et de la fraction volumique des dispersoides sur la recristallisation est caracterisee. Le concept de volume recristallisable est introduit dans le cadre d'un modele analytique reposant sur la competition entre la pression motrice moyenne et la pression de zener locale ; il permet d'interpreter qualitativement et, dans une certaine mesure, quantitativement, les resultats experimentaux. Dans une seconde partie, on etudie l'influence de la fraction recristallisee et de la vitesse de trempe apres mise en solution sur la tenacite dans les orientations s-l, l-t et l-s. L'effet de ces deux parametres varie fortement en fonction de l'orientation. Une etude fractographique detaillee permet de mettre en evidence les relations entre la microstructure et les mecanismes de rupture impliques, et de proposer une interpretation qualitative des resultats experimentaux.
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Cavalier, Manon. "Transition structurale de nanoparticules de cobalt du polycristal cfc au monocristal hc par un processus de recuit en solution : vers le ferromagnétisme à température ambiante." Paris 6, 2010. http://www.theses.fr/2010PA066562.
Full textAbstract:
L’un des enjeux actuels dans la chimie des nanomatériaux est de pouvoir manipuler librement les nanocristaux. Un autre enjeu, non moins important, est de mettre au point des méthodes de fabrication les plus performantes possibles visant à produire des nanocristaux de taille et de forme homogènes mais également de cristallinité bien définie. Dans ce contexte, en combinant l’approche micellaire à des processus de recuit en solution élaborés à l’aide d’un montage adapté, nous avons obtenu des nanocristaux sphériques de cobalt, stables, de diamètre de 7 nm et de faible dispersion en taille (10%), et dont la structure cristalline peut-être contrôlée depuis le polycristal cubique à faces centrées (cfc) vers le monocristal hexagonal compacte (hc). De plus, ces nanocristaux s’organisent sur longue distance en réseau bidimensionnel, ce qui représente alors un attrait supplémentaire lié aux nouvelles propriétés émergeant de ces auto-organisations. L’ensemble de l’étude structurale menée de façon rigoureuse par Microscopie Electronique en Transmission à Haute Résolution nous a permis d’introduire l’ébauche d’un mécanisme détaillant la recristallisation des polycristaux de cobalt cfc en monocristaux hc. Par ailleurs, dans le domaine magnétique, contrôler la cristallinité des nanocristaux est primordial lorsqu’il devient nécessaire de disposer de nanomatériau ayant une forte anisotropie. En contrôlant l’anisotropie des nanocristaux de cobalt, nous contrôlons leur signature magnétique depuis des nanomatériaux magnétiques mous vers des nanomatériaux magnétiques durs. L’étude magnétique, réalisée à l’aide d’un magnétomètre à SQUID met en évidence la transition cristalline progressive cfc-hc.
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Castan, Christophe. "Etude de la recristallisation au cours du laminage a chaud d'aciers a basse densite fer-aluminium." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00721834.
Full textAbstract:
Les directives de l'Union Européenne conditionnent la R&D du secteur automobile concernant l'utilisation de matériaux plus légers ayant pour but de réduire la consommation de carburant et une diminution de l'émission de gaz d'échappement. L'objectif est de mettre au point des aciers allégés d'au moins 10% (ρmax ≈ 7g/cm3). Les alliages fer-aluminium possèdent des propriétés physiques et mécaniques prometteuses mais présentent des défauts de surface appelés roping, apparaissant après l'emboutissage à froid. Cette étude a consisté à mieux comprendre les conditions de recristallisation au cours du laminage à chaud afin de contrôler la microstructure et ainsi limiter ces défauts. Il est généralement admis, lors d'une déformation à chaud, que les alliages ferritiques, à haute énergie de défaut d'empilement, donnent lieu aux processus de recristallisation dynamique géométrique (RDG) et de recristallisation dynamique continue (RDC). Dans cette étude, l'existence d'une transition entre les mécanismes de RDC et de recristallisation dynamique discontinue (RDD) a été mise en évidence pour des températures comprises entre 900 et 1100°C et des vitesses de déformation comprises entre 0,1 et 50s 1. La recristallisation post dynamique a aussi été étudiée afin d'observer l'évolution de la microstructure lors de maintiens en température. Un modèle développé antérieurement pour la RDC de l'aluminium a ensuite été utilisé afin de simuler une passe de laminage. Bien que la comparaison des résultats expérimentaux et simulés fasse apparaître un certain nombre de différences, ce modèle permet de reproduire qualitativement les évolutions de la microstructure.
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Durand, Gaël. "Microstructure, recristallisation et déformation des glaces polaires de la carotte EPICA, Dôme Concordia, Antarctique." Phd thesis, Grenoble 1, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00701364.
Full textAbstract:
Les carottes de glace sont un fantastique outil d'étude du climat de notre planète. Récemment, le projet européen EPICA (European Project for Ice Coring in Antarctica) a permis d'extraire une carotte au Dôme Concordia en Antarctique (75◦06′ S; 123◦21′E). Les premières études montrent que les 740000 dernières années de notre histoire climatique y sont enregistrées. Dans ce manuscrit est présentée une étude de l'évolution de la microstructure (réseau de joints de grain) le long de la carotte de Dôme Concordia. Dans une premiére partie, nous nous concentrons sur l'évolution de la taille moyenne des grains qui présente de fortes variations synchrones avec les transitions climatiques. L'analyse des paramètres de la distribution de taille ainsi que les corrélations entre taille de grain moyenne et contenu en impuretès montrent que les particules de poussière ralentissent considérablement la croissance normale au cours des périodes Glaciaires, expliquant ainsi les variations observées. Le développement puis l'utilisation d'un modèle en champ moyen d'évolution de la taille de grain confirme quantitativement ce résultat et nous permet d'examiner le rôle des bulles, des clathrates et de la recristallisation par rotation sur la taille moyenne des grains. La géométrie de la microstructure est également le révélateur de la déformation subie par les couches de glace. Utilisant une technique d'analyse initialement développée pour l'étude du champ de déformation dans les mousses et adaptée au cas de la glace, il est apparu que nos mesures sont en contradiction avec deux des hypothèses généralement admises sur l'écoulement de la glace à un dôme : (i) le cisaillement n'est pas nul et sa valeur augmente avec la profondeur, (ii) la déformation verticale n'est pas homogène (certaines couches s'amincissent plus rapidement que leurs voisines). Les modèles de datation classiquement utilisés en glaciologie utilisent ces hypothèses, ce qui soulève quelques questions quant à leur validité. Nous nous sommes alors interrogès sur l'impact des hétérogénéités de déformation verticale sur la datation et tout particulièrement sur l'estimation de la durée d'évènements brefs.
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Gourdet, Sophie. "Étude des mécanismes de recristallisation au cours de la déformation a chaud de l'aluminium." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 1997. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00783855.
Full textAbstract:
La recristallisation dynamique discontinue (germination et croissance de nouveaux grains), très courante dans les matériaux a faible énergie de défaut d'empilement, est rarement observée dans les matériaux a forte énergie de défaut d'empilement tels que l'aluminium et ses alliages. Pour ces derniers, deux autres modes de recristallisation sont susceptibles d'opérer: la recristallisation dynamique continue (RDC) et la recristallisation dynamique géométrique (RDG). Le principal objectif de cette thèse était de mettre en évidence et de mieux caractériser la RDC.
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Chauve, Thomas. "La recristallisation dynamique dans les matériaux anisotropes : caractérisation et modélisation dans la glace polycristalline." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAI001/document.
Full textAbstract:
La glace est un matériau de structure cristallographique hexagonale ayant une anisotropie plastique très importante. La déformation est principalement accommodée par le glissement des dislocations dans le plan basal. Cette forte anisotropie du monocristal de glace conduit lors de la déformation d’un polycristal, à de fortes hétérogénéités de déformation et de contrainte. Lors de la déformation à haute température, les mécanismes de recristallisation dynamique permettent, par le développement d’une nouvelle microstructure et d’une nouvelle texture, d’augmenter la ductilité du matériau. L’objet de cette étude est de mieux caractériser les mécanismes de recristallisation et leurs liens avec les hétérogénéités de déformation afin de mieux comprendre le développement des nouvelles microstrutures et textures ainsi que leurs impacts sur le comportement du matériaux.Ce travail est basé sur des essais de type fluage dans les conditions où la recristallisation dynamique est importante (T > 0.95T f et 0.5 < σ < 1 M P a). Deux types de polycristaux sont étudiés : la glace granulaire, considérée comme un volume élémentaire représentatif, qui permet d’appréhender d’un point de vue statistique l’impact de la recristallisation sur le développement des microstructures et des textures ; et la glace colonnaire, qui permet d’étudier les différents mécanismes de germination et leurs liens avec les hétérogénéités de déformation à l’échelle inter et intra-granulaire. Les outils de caractérisation utilisés sont la mesure in situ de l’évolution du champ de déformation par corrélation d’images numériques et la caractérisation des microstructures et des textures pré- et post- déformation par mesure optique et Electron BackScatter Diffraction (EBSD).Étant donné les fortes hétérogénéités de déformation, les mécanismes de recristallisation dynamique continue et discontinue sont actifs au cours de la déformation. La formation de sous-joints de grains, la germination par gonflement (bulging), où la migration de joints de grains ont été mises en évidence. Des germes fortement désorientés par rapport aux grains parents ont également été observés. Ces observations impliquent un mécanisme de germi- nation différent de ceux mentionnés ci-dessus. De plus, les dislocations géométriquement nécessaires composants les sous-joints de grains ont été caractérisées à l’aide du tenseur de Nye extrait des mesures EBSD. Cela a permis d’observer des sous-structures de dislocations composées de dislocations c. Ces dislocations c étaient jusqu’alors très rarement observées et seulement dans des conditions très spécifiques.Une forte corrélation entre les hétérogénéités de déformation et les mécanismes de recristallisation a été mise en évidence grâce aux mesures de champs de déformation. Les mécanismes de recristallisation se concentrent dans les zones où la déformation est importante et ont tendance à réduire les hétérogénéités de déformation. De plus, ces bandes de déformation, où la recristallisation est active, sont orientées à environ ±45° et ont une dimension supérieure à la taille moyenne des grains, ce qui montre une organisation des hétérogénéités de déformation et de contrainte à grande distance.Un modèle théorique pouvant contraindre l’orientation des germes crées par la germination spontanée est proposé. Ce modèle, basé sur la relaxation de l’énergie élastique, du fait de l’anisotropie élastique du mono-cristal de glace, permettrait de favoriser les cristaux dont l’axe c est aligné avec la direction de la contrainte principale locale. Cette étude a été complétée par des expériences numériques, basées sur un modèle à champ complet et une loi de plasticité cristalline élasto-viscoplastique qui permet de reproduire les hétérogénéités de déformation et de contrainte. Ces expériences numériques ont montré que ce mécanisme de germination orienté pourrait permettre d’expliquer le développement des textures de recristallisationIce is an hexagonal material in which deformation mainly occurs by dislocation glide along the basal plane conferring a strong viscoplastic anisotropy to the single crystal. Hence, during polycrystalline ice deformation the incompatibility between grains lead to highly heterogeneous strain. During ice creep at high temperature, dynamic recrystallisation occurs, leading to the development of a new microstructure and strong recrystallisation textures.These new microstructure and texture increase the ductility of the material. The aims of this study is to investigate dynamic recrystallisation mechanisms and their links with strain heterogeneities to better understand the development of these microstructure and texture.Creep experiments are carried out in conditions where dynamic recrystallisation is important (T > 0.95T f and 0.5 < σ < 1 M P a). Two kinds of polycrystalline samples are used: granular ice, which can be considered as a representative elementary volume and enable to understand the global impact of dynamic recrystallisation mechanisms on texture and microstructure; and columnar ice which enable to better constrain the dynamic recrystallisation mechanism such as nucleation and their link with the strain heterogeneities down to the intra and inter-granular scales. Strain field evolution is measured in situ using digital images correlation and pre- and post- deformation microstructures and textures are measured using optical imaging and Electron BackScatter Diffraction (EBSD).Due to the strong strain heterogeneities, both continuous and discontinuous recrystallisation mechanisms occured. Sub-grain boundary formation, nucleation by bulging and grain boundary migration are mechanisms very active during dynamic recrystallisation in ice. On top of that, we also observed new grains with orientations highly disoriented compared to the neighbouring grains. This observation implies a nucleation mechanism different compare to the one mentioned above. Using Nye theory on EBSD measurements constrains the geometrically necessary dislocations of the sub-grain boundaries. Tilt sub-grain boundaries made of non-basal c dislocations have been observed. Only few observations of c dislocations existed so far, all of them made in very specific conditions.A strong correlation between recrystallisation mechanisms and strain field heterogeneities have been observed. Recrystallisation mechanisms lead to a decrease and spread of strain heterogeneities. The strain localise into bands of deformation oriented at around ±45° from the compression axis and with a typical length higher than the mean grain size. These bands of high deformation localise most of the dynamic recrystallisation mechanisms. This observation shows that the long range interaction of the strain and stress heterogeneities.We propose a new model which could be able to constrain the nucleus orientation for spontaneous nucleation. This model, based on the elastic energy relaxation during nucleation tanks to the elastic anisotropy of ice single crystal, should constrain the c axis to be aligned with the locale principal stress direction. To investigate the impact of such oriented nucleation mechanism on the texture development, a numerical experiment has been proposed using full field simulation with an elasto-viscoplastic law able to simulate the strain and stress fields heterogeneities. These numerical experiments show that the oriented nucleation mechanism might be able to explain the development of recrystallisation texture
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Ferrer, Laurent. "Précipitation, recristallisation et déformation à chaud de l'alliage 625 (NC22DNb). Application aux traitements thermomécaniques." Toulouse, INPT, 1992. http://www.theses.fr/1992INPT032G.
Full textAbstract:
L'alliage 625 est un superalliage tres utilise pour le bon compromis qui existe entre sa mise en forme, ses proprietes mecaniques et sa resistance a la corrosion dans divers milieux aqueux et industriels. Le diagramme t. T. T. Pour la precipitation des carbure et des phases intermetalliques a ete determine. Pour des traitements thermiques de faible duree, seules compatibles avec les traitements thermomecaniques industriels, la precipitation de carbures riches en chrome peut apparaitre a des temperatures inferieures a 950c. A plus hautes temperatures, la precipitation de carbures riches en molybdene est observee jusqu'a 1075c. L'alliage 625 n'est pas durcissable par precipitation apres vieillissement. Ses proprietes mecaniques dependent de la taille des grains, du durcissement par ecrouissage residuel et par solution solide. La loi de comportement plastique a chaud a ete determinee. La recristallisation dynamique et la croissance de grains dependent de la temperature et de la deformation durant les traitements thermomecaniques. Les effets des carbures ont ete mis en evidence. Les relations entre les parametres intervenant dans les processus de precipitation, de recristallisation et de grossissement de grains ont ete etablies empiriquement. Ces relations s'expliquent a partir des modeles usuels de mobilite des joints de grains. L'ensemble des resultats a ete applique a la definition de gammes de forgeage et de traitements thermiques
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NERMOND, SOPHIE. "Etude experimentale de la recristallisation statique et de la cinetique de croissance de l'olivine." Paris 7, 1994. http://www.theses.fr/1994PA077326.
Full textAbstract:
Les experiences de recristallisation statique ont ete realisees dans la presse de griggs petit modele sur la dunite de dagzhuka (tibet). Les echantillons ont d'abord ete deformes a 900c, sous une pression de confinement de 1 a 1,5 gpa, jusqu'a des differences de contraintes de 1,3 a 2,3 gpa, puis recuits a 1200c pendant 7 minutes a 4 heures. Ils ont tous recristallise et renferment des tablettes, neoblastes prismatiques et automorphes, et des neoblastes de forme irreguliere qui recoupent le plus souvent la trace des plans de pliage des paleoblastes. L'etude detaillee a la platine universelle des tablettes et de leurs cristaux hotes montre que les tablettes presentent toujours la meme section dans le plan de la lame mince, section proche du plan (001) puisqu'on observe uniquement les faces (010) et 110. D'autre part, l'axe de rotation tablette-hote est souvent confondu ou proche de l'axe 001 qui est l'axe de pliage des paleoblastes deformes suivant le systeme de glissement (010)100. Ceci laisse presumer que les tablettes se sont formees par un mecanisme de recristallisation par rotation, plus precisement par migration de sous-joints, comme cela a ete propose pour les tablettes d'olivine de peridotites en enclaves dans des kimberlites. Les neoblastes aux joints irreguliers suggerent une recristallisation par migration des joints de grains. Enfin, pour certains neoblastes, des processus de recristallisation a la fois par rotation et par migration semblent s'etre produits. La cinetique de croissance de l'olivine a ete etudiee sur des agregats synthetiques poreux obtenus par frittage sous charge en piston-cylindre (sous 1,2 gpa, a 1300c, pendant 40 minutes) de poudres a grains fins (inferieurs a 5 microns) de monocristaux d'olivine (fo 91) de san carlos (arizona). Ces agregats ont ete recuits successivement sous 1 atm et pression partielle d'oxygene controlee (10#-#6#,#5 atm), a differentes temperatures (1330, 1380 et 1430c) et temps de recuit (2 a 100 heures). Les resultats cinetiques associes aux evidences microstructurales montrent que la croissance n'est pas controlee par la porosite
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BELKEBIR, ABDELLAH. "Rheologie des alliages de fer pur. Lois du comportement a chaud avec recristallisation dynamique." Paris, ENMP, 1994. http://www.theses.fr/1994ENMP0467.
Full textAbstract:
Le comportement rheologique des aciers, elabores a partir de fer de haute purete, a ete caracterise par compression a chaud. Pour mettre en evidence l'influence individuelle ou conjointe des phenomenes de segregation et de precipitation, trois nuances d'acier ont ete etudiees. L'influence de la vitesse et de la temperature de deformation sur le comportement de ces alliages a ete examinee a travers les variations des parametres rheologiques (cfficient de sensibilite a la vitesse de deformation et energie d'activation apparente). Pour la gamme de vitesses et de temperatures etudiees, le comportement mecanique a chaud caracterise par les courbes contrainte-deformation indique la presence de phenomene d'adoucissement (restauration dynamique et recristallisation dynamique). Des lois sont proposees pour decrire le comportement mecanique en presence de la recristallisation dynamique. Le modele permet de determiner la deformation caracteristique du debut de la recristallisation dynamique. Un modele de calcul de l'essai de traction uniaxiale a chaud a ete developpe pour mettre en evidence l'interaction entre les phenomenes d'adoucissement et d'instabilite plastique apparaissant lors de cet essai
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Chhann, Sorphal. "Etude de la recristallisation de l'Invar (alliage Fe-36%Ni) déformé par laminage asymétrique." Paris 11, 2007. http://www.theses.fr/2007PA112105.
Full textAbstract:
Dans cette étude, nous nous intéressons au développement de la texture de recristallisation de l'invar déformé par laminage asymétrique. Nous caractérisons à différentes échelles la texture et la microstructure du matériau après une réduction d'épaisseur de 83% en utilisant la diffraction des rayons X et des neutrons, la microscopie électronique à balayage associée à la diffraction des électrons rétrodiffusés (Electron Back Scattered Diffraction, EBSD) et la microscopie électronique en transmission. La microstructure de déformation est constituée de bandes lamellaires avec une sous structure de dislocations enchevêtrées. Il n'y a pas de sous structure cellulaire. La texture de laminage est constituée des composantes classiques de laminage. Cependant, dans les cas du laminage asymétrique unidirectionnel, la texture est tournée d'environ 5- r autour de la direction transverse. Après le recuit, les grains sont plus ou moins équiaxes et la texture recristallisée est composée l'orientation cube et de sa macle. Toutefois, l'acuité de la texture cubique est plus grande en laminag asymétrique qu'en laminage symétrique. En ce qui concerne les microstructures, la restauration se trad rralors par la formation d'une sous structure cellulaire. Les grains cubiques restaurent plus vite que les autr orientations et l'accroissement de la différence d'énergie stockée entre l'orientation cube et la matrice no cube. La différence d'énergie stockée devient alors la force motrice pour la formation de germes par 1 mécanisme de migration de joint de grains induit par la déformation (Strain Induced Boundary Migratio SIBMLn this study, we are interested in the development of recrystallized texture of invar deformed by asymmetrical rolling. The texture and the microstructure have been characterized at different scales using XXray and neutron diffraction, Scanning Electron Microscopy (SEM) associated with Electron Back Scattered Diffraction (EBSD) and Transmission Electron Microscopy (TEM). The deformed microstructure consists of elongated bands with a dislocation network substructure. There is not any cellular substructure. Concerning the texture, classical rolling components are obtained. However, in the case of the one-way asymmetrical rolling, the texture is Iightly turned around the transverse direction. After annealing, the recrystallized grains are more or less equiaxe, and the texture contained a large fraction of the cubic component associated with its twin. For the same thickness reduction, the acuity of the cubic component is larger after asymmetrical rolling than after symmetrical rolling. Concerning the microstructure evolution during annealing, we have observed the evolution of the dislocation networks into cellular substructures. Recovery is faster in the grains with the éubic orientation. As a consequence, the difference in stored energy between grains with the cubic orientation and the other orientation increases and explain the nucleation b Strain Induced Bounda Mi ration SIBM mechanism
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LA, CHAPELLE SOPHIE de. "Recristallisation d'un alliage Al-Mg-Si : développement des textures et effet de la précipitation." Grenoble INPG, 2000. http://www.theses.fr/2000INPG4209.
Full textAbstract:
Le developpement des textures et de la microstructure lors de la mise en forme conditionne les caracteristiques mecaniques d'un materiau. Cette these etudie l'influence de la texture initiale et de la precipitation sur le developpement des textures lors de la deformation puis lors de la recristallisation d'un alliage 6060. La premiere partie de l'etude concerne le developpement des microstructures et des textures au cours des etapes de deformation a froid et a chaud. L'accent est mis sur l'influence de l'etat de precipitation et de la texture initiale de l'echantillon sur la rheologie et, en particulier, sur la microstructure de deformation. Pour cela des essais de compression plane ont ete realises sur des eprouvettes de textures initiales differentes (cube, goss, laiton et cuivre). La microstructure avant et apres deformation est caracterisee par differentes techniques (ebsd, met, diffraction x). L'effet de la texture initiale de l'echantillon sur la taille de grain apres deformation est ainsi mis en evidence. D'autre part, l'energie stockee a ete calcule en tenant compte de l'effet respectif des dislocations localisees dans les sous-grains et dans les parois de sous-joints. Finalement, une comparaison entre l'evolution des textures experimentales avec celles obtenues par simulation numerique (modele vpsc) a ete entreprise afin de confirmer le role du glissement suivant les plans non-octaedriques lors de la deformation a chaud. Dans une seconde partie, nous etudions l'influence de l'etat de precipitation, de la microstructure de deformation et de l'orientation initiale de l'echantillon sur la recristallisation. L'accent est mis sur les mecanismes de germination et, en particulier, sur les interactions entre les fins precipites et les processus de restauration. Une pression de zener importante peut bloquer le grossissement normal des sous-grains ; la restauration rapide des sous-grains cube n'est alors pas observee. La germination par grossissement anormal des sous-grains peut produire des grains d'orientation aleatoire. Dans le cas ou la precipitation n'a pas d'influence sur les conditions de germination, la texture finale presente une forte composante cube quelque soit la texture initiale de l'echantillon (et ceci malgre un tres faible pourcentage de cette orientation avant et apres deformation (<1%)). Une etude detaillee grace a la technique ebsd de l'etat brut de deformation a montre le role preponderant des zones de deformation heterogene.
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Zouari, Meriem. "Modélisation de la recristallisation de l'Inconel 718 pendant sa mise en forme à chaud." Thesis, Paris, ENMP, 2015. http://www.theses.fr/2015ENMP0072.
Full textAbstract:
L'Inconel 718 est un superalliage base-nickel très utilisé pour la fabrication de pièces aéronautiques soumises à de fortes contraintes et de hautes températures. La maîtrise de la microstructure finale issue de la mise en forme à chaud est un des éléments clés pour le contrôle des propriétés mécaniques et pour répondre aux exigences strictes du secteur. Dans cette étude, l'évolution de la microstructure de l'Inconel 718 est étudiée au moyen d'essais de torsion suivis d'une trempe à l'eau (pour examiner les évolutions dynamiques) ou d'un maintien à la température de déformation puis d'une trempe à l'eau (pour examiner les évolutions post-dynamiques). Ces essais sont réalisés dans les domaines de température δ-supersolvus et δ-subsolvus et pour des vitesses de déformation de 10-2 à 0.1 s-1. Des analyses microstructurales par microscopie électronique à balayage et cartographie des orientations cristallographiques par EBSD sont réalisées pour suivre l'évolution de la fraction recristallisée, de la taille de grains recristallisés ainsi que de l'état de précipitation lors de la déformation et des maintiens pré- et post-déformation. Sur base de ces observations expérimentales, les principaux mécanismes métallurgiques actifs sont identifiés, puis modélisés : écrouissage, germination de nouveaux grains, migration de joints de grains, et interaction avec les particules de seconde-phases. Un modèle d'évolution microstructurale en champ moyen a été enrichi pour prendre en compte l'ensemble de ces mécanismes élémentaires et leur dépendance aux conditions thermomécaniques. Ce modèle permet de décrire, pour les domaines δ-subsolvus et δ-supersolvus, les cinétiques de recristallisation dynamique et post-dynamique de l'Inconel 718, les cinétiques de précipitation et dissolution de la phase δ, ainsi que l'évolution de la taille de grains. Il prédit également les courbes contrainte-déformation dans le domaine de température δ-supersolvusInconel 718 is nickel-based Superalloy widely used in the aeronautic industry to manufacture aircraft parts subjected to extreme in-service conditions of high stresses at elevated temperatures. Controlling the microstructure after hot forming is a key element to control the mechanical properties of the final products and meet the tight specifications imposed by the aeronautic industry.In this work, the microstructure evolution of Inconel 718 was investigated via isothermal and iso-strain rate torsion tests followed by water quenching (to investigate dynamic evolution) or by annealing at deformation temperature then water quenching (to investigate post-dynamic evolution). These tests were conducted in both δ-Supersolvus and δ-Subsolvus temperature domains and for strain rates of 0.01 to 0.1 s-1.Scanning electron microscopy (SEM) and Electron Back Scattered Diffraction (EBSD) were used to characterize the microstructure and follow the evolution of the recrystallized fraction, the recrystallized grain size and the δ-phase precipitation after deformation and during pre-deformation and post-deformation annealing. Based on these experimental observations, the main metallurgical mechanisms have been identified and modelled: hardening, nucleation of new grains, grain boundaries migration and the δ-phase- recrystallization interaction.A two-site mean field approach having a low computational cost was chosen to model the microstructural evolution at different thermomechanical conditions. This model describes the main mechanisms taking place during hot forming of Inconel 718 in both δ-Supersolvus and δ-Subsolvus domains and predicts the recrystallization kinetics in both dynamic and post-dynamic regimes , the δ-phase precipitation and dissolution kinetics and the grain size evolution. The model predicts also the strain-stress curves at high temperatures in the absence of δ-phase particles
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Scholtes, Benjamin. "Développement d'un modèle level set performant pour la modélisation de la recristallisation en 3D." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016PSLEM083/document.
Full textAbstract:
Les propriétés mécaniques et fonctionnelles des matériaux métalliques sont conditionnées par leurs microstructures, qui sont elles-mêmes héritées des traitements thermomécaniques subis. Etre capable de prévoir et simuler la microstructure et ses hétérogénéités lors des procédés de mise en forme complexes est récemment devenu crucial dans l'industrie métallurgique. C'est également un véritable challenge d'un point de vue numérique qui met en évidence l'importance des matériaux numériques dans les nouvelles méthodes de modélisation. Dans ce travail, nous nous intéressons à un modèle en champ complet récent basé sur la méthode level set (LS) dans un cadre éléments finis (EF) pour la modélisation des mécanismes de recristallisation.Les points forts de cette approche par rapport à l'état de l'art ont motivé le développement d'un logiciel appelé DIGIMU® par la société TRANSVALOR avec le soutien de grandes entreprises industrielles. Toutefois, le principal inconvénient de cette approche, commun aux autres méthodes en champ complet utilisant des maillages EF non structurés, reste son coût numérique important.Le principal objectif de ce travail a donc été d'améliorer considérablement le coût numérique de la formulation LS utilisée dans le contexte de maillages EF non structurés. De nouveaux développements génériques ont été réalisés pour améliorer l'efficacité globale du modèle. La formulation 2D LS existante, déjà utilisée pour modéliser la croissance de grains, la recristallisation statique et l'effet d'ancrage de Smith-Zener, a été étendue et améliorée afin de modéliser ces mécanismes en 3D pour des polycristaux à grand nombre de grains en des temps de calcul raisonnablesMechanical and functional properties of metallic materials are strongly related to their microstructures, which are themselves inherited from thermal and mechanical processing. Being able to accurately predict and simulate the microstructure and its heterogeneities after complex forming paths recently became crucial for the metallurgy industry. This is also a real challenge from a numerical point of view which highlights the importance of digital materials in new modeling techniques. In this work, we focus on a recent front-capturing full field model based on the level set (LS) method within a finite element (FE) framework to model recrystallization mechanisms.The strengths of this approach comparatively to the state of the art have motivated the development of a software package called DIGIMU® by the company TRANSVALOR with the support of major industrial companies. However, the main drawback of this approach, common with other front-capturing full field approaches working on unstructured FE meshes, is its important computational cost, especially in 3D.Main purpose of this work was finally to drastically improve the numerical cost of the considered LS-FE formulation in context of unstructured FE meshes. New generic numerical developments have been proposed to improve the global efficiency of the model. The existing 2D LS formulation, already used to model grain growth, static recrystallization and the Smith-Zener pinning effect, has been extended and improved in order to model these mechanisms in 3D for large-scale polycrystals with reasonable computational costs
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Helbert, William. "Données sur la structure du grain d'amidon et des produits de recristallisation de l'amylose." Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015), 1994. http://www.theses.fr/1994GRE10116.
Full textAbstract:
Des etudes structurales et ultrastructurales ont ete entreprises sur d'une part des grains d'amidon et d'autre part des complexes cristallins d'amylose obtenus par recristallisation a partir de solutions. Ces etudes ont necessite le developpement d'une methodologie de microscopie electronique appliquee aux biopolymeres hydrates et sensibles aux radiations electroniques. L'ultrastructure cristalline des grains d'amidon a ete abordee par la mise au point d'une technique d'observation d'ultracoupes de grains apres erosion de la resine d'inclusion. Cette methode permet en particulier une analyse des echantillons par imagerie et diffraction des electrons. L'analyse de l'architecture cristalline des spherocristaux d'amylose de type a et de type b a revele que ces objets se distinguaient par leur mode de croissance. Leurs textures sont tres differentes, ce qui peut expliquer entre autres leur difference de susceptibilite vis a vis de l'hydrolyse enzymatique. Des monocristaux d'amylose v ont ete prepares en precipitant des solutions aqueuses d'amylose par addition de non solvants. Dans ces monocristaux qui ont ete etudies par microscopie et diffraction electronique, on montre que les chaines d'amylose adoptent des conformations helicoidales a 6 ou 8 residus par tour d'helices. Les monocristaux obtenus se regroupent en quatre famille dont trois correspondent a des helices d'amylose d'ordre 6 et a une des helices d'ordre 8. Certains de ces monocristaux sont susceptibles de cristalliser sur la cellulose pour former des structures du type shish-kebab qui ont ete caracterisees
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Gourdet, Sophie. "Étude des mécanismes de recristallisation au cours de la déformation à chaud de l'aluminium." Grenoble INPG, 1997. http://www.theses.fr/1997INPG4206.
Full textAbstract:
La recristallisation dynamique discontinue (germination et croissance) est peu observee dans les materiaux a forte energie de defaut d'empilement tels que l'aluminium. Pour ces derniers, deux autres modes de recristallisation sont susceptibles d'operer : la recristallisation dynamique continue (rdc - transformation des sous-grains en grains) et la recristallisation dynamique geometrique (rdg - produite par l'evolution des grains initiaux). Le principal objectif etait de mettre clairement en evidence et de mieux caracteriser la rdc. Des essais de compression uniaxiale ont ete effectues a differentes temperatures et differentes vitesses de deformation sur trois nuances d'aluminium polycristallin : un aluminium pur (1199), un aluminium de purete commerciale (1200) et un alliage al-2,5%mg (5052), ainsi que sur des monocristaux d'aluminium pur. Quelques eprouvettes d'aluminium 1200 ont egalement ete deformees par torsion. Ces essais ont permis de caracteriser le comportement rheologique des differents echantillons. Les microstructures des eprouvettes deformees a 0,7 t#f et 10#-#2s#-#1 ont ensuite ete etudiees a differents stades de deformation par diffraction des rx, microscopie optique, meb et ebsd. L'etude des eprouvettes monocristallines a confirme que des sous-joints peuvent effectivement se transformer en joints, notamment lorsque l'orientation initiale est instable. Dans le cas des eprouvettes polycristallines, apres separation de l'effet des anciens et des nouveaux joints, il apparait que la rdc se developpe plus rapidement dans l'aluminium 1200 que dans les deux autres nuances. De plus, le chemin de deformation ne semble pas modifier sensiblement la cinetique de la rdc. Un modele permettant de combiner les mecanismes elementaires de la rdc tels que l'on peut les imaginer a partir des donnees experimentales est finalement propose. Les principales evolutions microstructurales typiques de ce mode de recristallisation sont reproduites de maniere satisfaisante.
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Bellanger, Pierre. "Etude d'un procédé de recristallisation de plaquettes de silicium fritté pour la réalisation de cellules solaires photovoltaïques." Lyon, INSA, 2010. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2010ISAL0115/these.pdf.
Full textAbstract:
Aujourd'hui dans le domaine du photovoltaïque, les différentes étapes de fabrication de plaquettes de silicium restent trop chères, principalement en raison d'une forte consommation d'énergie et de matière première. En effet, environ 50 % de silicium est perdu durant l'étape de sciage des lingots et parmi les différentes voies explorées qui permettent d'éviter cette étape, le frittage de poudre de silicium est très prometteur pour la production de plaquettes de grande surface. L'entreprise S'tile située à Poitiers développe un nouveau procédé de fabrication de plaquettes composé de deux étapes : une étape de frittage basée sur la compression de poudre de silicium à haute température et une étape de recristallisation qui est nécessaire pour obtenir une structure cristalline adaptée à la réalisation de cellules photovoltaïque. Dans ce travail de thèse, l'échantillon est recristallisé par ZMR (Zone metting recristallisation) ou par FWR (Full Wafer Recristallisation). Dans un premier temps, une caractérisation structurale et chimique du matériau est réalisée. Les caractérisation électriques du matériau sont alors mesurées et la mobilité atteint des valeurs de 150 et 250 cm². V⁻¹. S⁻¹ respectivement sur les échantillons recristallisés par FWR et par ZMR. Le dopage de type p est compris entre 5*10¹⁶ et 3*10¹⁷ at/cm ³. La durée de vie atteint des valeurs de l'ordre de la microseconde. Après fabrication de cellules, un rendement de 8,9 % est obtenu en utilisant un procédé simplifié sans texturation. D'autres caractérisations comme la réponse spectrale, la thermographie infrarouge et la mesure de Suns-Voc sont aussi réaliséesToday in the field of photovoltaics the various stages of manufacture of silicon waters are prohibitively expensive, mainly due to high consumption of energy and raw materials. Approximately 50% of the silicon is lest du ring the step of sawing the ingots and among different technologies explored that avoid this step the sintering of silicon powder is highly promising for producing large-area wafers. The company S'TlLE, located in Poitiers, is developing a new two-stage wafer fabrication process comprising a sintering stage based on the compression of silicon powder, and a high temperature recrystallization stage which is necessary to obtain a crystal structure suited to the production of photovoltaic cells. In this thesis, the sample is recrystallized by ZMR (zone melting recrystallization) or FWR (full wafer recrystallization). Initially, a structural and chemical characterization of the material is made. The electrical characteristics of the material are then measured, and the mobility reaches values of 150 and 250 250 cm². V⁻¹. S⁻¹ respectively on samples recrystallized by FWR and ZMR. The p-type doping is 5 * 3 * 10¹⁶ and 10 3*10¹⁷ at/cm ³. The lifetime reaches values of about one microsecond. After the fabrication of cells, an efficiency of 8. 9% is obtained using a simplified process without texturing. Other analyses such as spectral response, thermal imaging and measurement of Suns-Voc are also carried out
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Ouarem, Abdelouahab. "Comportement mécanique et évolutions microstructurales sous compression quasi-statique et dynamique de polycristaux CFC et HC : effet de la taille des grains." Paris 13, 2012. http://scbd-sto.univ-paris13.fr/intranet/edgalilee_th_2012_ouarem.pdf.
Full textAbstract:
Le présent travail est consacré à l'analyse de l’effet de la vitesse de déformation et de la taille des grains sur les mécanismes de plasticité activés lors de la déformation plastique dans deux types de matériaux polycristallins: (i) le zinc (Zn), de structure hexagonale compacte, et ayant des tailles de grains dans le domaine micrométrique (300 µm) et dans le domaine des grains ultrafins (200 nm). Ces matériaux sont déformés en compression quasi-statique et dynamique (vitesse de déformation atteignant 10⁵ s⁻¹) à l’aide de bars de Hopkinson (DIHPB) ; (ii) le nickel (Ni) électrodéposé à grains fins, de structure cubique à faces centrées ayant une taille moyenne de grains de l’ordre de 4 µm, également déformé en compression dynamique (DIHPB). Des différences significatives en termes de micro-mécanismes de déformation dans les deux régimes ont été mises en évidence: (i) pour des faibles vitesses de déformation et jusqu'à ~10² s⁻¹, la déformation a lieu principalement par glissement des dislocations à la fois dans Ni et dans Zn à grains nanométriques. Toutefois, un maclage important est observé dans le cas des échantillons Zn à grains micrométriques, indiquant ainsi un effet de la taille des grains sur le maclage; (ii) Dans le régime dynamique (> 10³ s⁻¹) la déformation plastique induit une augmentation de la température dans les échantillons (Ni ou Zn). Cette augmentation de la température est suffisamment importante pour induire à son tour la restauration et/ou la recristallisation dynamique. Comme conséquence, deux phénomènes sont observés en fonction du matériau: pour Ni, la microstructure et les propriétés mécaniques résultant sont similaires à celles de l'état initial, dominé par des macles de recuit et des grains équiaxes et orientés de façon aléatoire. Pour Zn un affinage important de la taille des grains est observé (de 300 µm à 6 µm) qui s’accompagne au passage de l’inhibition du phénomène de maclage. Pour clarifier ce point, des investigations complémentaires ont été effectuées sur des échantillons de Ti de pureté commerciale (CP-Ti) à grains micrométriques dans les deux régimes quasi-statique et dynamique. Les résultats montrent que le maclage est ici le principal mécanisme de déformation. La densité des macles est d’autant plus élevée que la vitesse de déformation est importante et les grains plus gros. Ces résultats confirment l’influence l'effet de la taille des grains sur le maclage mécanique dans les matériaux HC. Par contre, il a été observé que l'effet de la vitesse de déformation sur le maclage dans le régime dynamique est différent selon qu’il s’agisse de Zn ou de Ti. Dans le premier cas, il est probable que le faible niveau du rapport T/T f joue un rôle clé, en induisant le recristallisation dynamique dans les conditions expérimentales étudiées iciThe present work is devoted to the analysis of the strain rate and grain size effects on the deformation mechanism activated during plastic deformation of two polycrystalline materials: (i) zinc (Zn), a crystal with hexagonal compact packing structure, having grain size in the micro and ultrafine grain ranges (~ 300 µm and 200 nm, respectively), loaded under quasi-static and dynamic compression conditions, up to a strain rate of ~ 10⁵ s⁻¹ (by use of a Direct Impact Hopkinson Pressure Bars (DIHPB); (ii) electrodeposited nickel (Ni), a face-centered cubic structure with grain size of 5 µm deformed in compression under dynamic conditions using DIHPB. Significant differences in terms of micro-mechanisms of deformation in the two regimes were found: (i) At lower strain rates, up to ~ 10² s⁻¹, dislocation-based plasticity was observed in both Ni and Zn. Extensive twinning occurred only in the case of micrometer grain-sized Zn, indicating a grain size dependence of twinning; (ii) In the dynamic regime (> 10³ s⁻¹) plastic deformation induced a significant increase of the temperature within the samples. This increase of temperature was significant enough to induce recovery and/or dynamic recrystallization. As consequence two phenomena were observed depending on the structure under investigation: for Ni, the resulting microstructure and mechanical properties were similar to that of the initial state, dominated by annealing twins and equiaxed and randomly oriented grains. For micro-grained Zn a tremendous grain refining was found. As a consequence, twinning was inhibited. To clarify this point, additional investigations were carried out on coarse-grained CP-Ti deformed in both quasi-static and dynamic regimes. It was found that twinning was the main deformation mechanism. Indeed, the larger the strain rate and grains size, the larger the twin density. On the one hand, these results clearly demonstrate the grain size effect on the occurrence of mechanical twinning in HCP materials. On the other hand, the effect of the strain rate on twinning was found to depend on the material under investigation. Compared to Ti, the lower homologous temperature T/T m of Zn probably plays a key role, as it may induce dynamic recovery/recrystallization as far as the present experimental conditions are concerned
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Castan, Christophe. "Etude de la recristallisation au cours du laminage a chaud d’aciers a basse densite fer-aluminium." Thesis, Saint-Etienne, EMSE, 2011. http://www.theses.fr/2011EMSE0629/document.
Full textAbstract:
Les directives de l'Union Européenne conditionnent la R&D du secteur automobile concernant l'utilisation de matériaux plus légers ayant pour but de réduire la consommation de carburant et une diminution de l’émission de gaz d’échappement. L’objectif est de mettre au point des aciers allégés d’au moins 10% (ρmax ≈ 7g/cm3). Les alliages fer-aluminium possèdent des propriétés physiques et mécaniques prometteuses mais présentent des défauts de surface appelés roping, apparaissant après l’emboutissage à froid. Cette étude a consisté à mieux comprendre les conditions de recristallisation au cours du laminage à chaud afin de contrôler la microstructure et ainsi limiter ces défauts. Il est généralement admis, lors d’une déformation à chaud, que les alliages ferritiques, à haute énergie de défaut d’empilement, donnent lieu aux processus de recristallisation dynamique géométrique (RDG) et de recristallisation dynamique continue (RDC). Dans cette étude, l’existence d’une transition entre les mécanismes de RDC et de recristallisation dynamique discontinue (RDD) a été mise en évidence pour des températures comprises entre 900 et 1100°C et des vitesses de déformation comprises entre 0,1 et 50s 1. La recristallisation post dynamique a aussi été étudiée afin d’observer l’évolution de la microstructure lors de maintiens en température. Un modèle développé antérieurement pour la RDC de l’aluminium a ensuite été utilisé afin de simuler une passe de laminage. Bien que la comparaison des résultats expérimentaux et simulés fasse apparaître un certain nombre de différences, ce modèle permet de reproduire qualitativement les évolutions de la microstructureThe instructions of the European Union pilot the R&D in the automotive industry regarding the use of lightweight materials which aims at reducing fuel consumption and emission of exhaust gases.The objective is to develop steels of density reduced by at least 10% (ρmax ≈ 7g/cm3). Iron aluminum alloys display promising physical and mechanical properties but they often exhibit surface defects, referred to as roping, appearing after the deep drawing process. This study was carried out to better understand the conditions of recrystallization during hot rolling to control the microstructure and thereby limit these defects.During hot deformation, it is generally agreed that geometric dynamic recrystallization (GDRX) and continuous dynamic recrystallization (CDRX) operate in ferritic alloys with high stacking fault energy. In this study, the existence of a transition between CDRX and the mechanism of discontinuous dynamic recrystallization (DDRX) has been brought into evidence in the temperature range 900 1100°C and strain rate range 0.1-50s-1. Post-dynamic recrystallization was also studied to observe the evolution of microstructure during holding temperatures.A model formerly developed for the CDRX of aluminum was then used to simulate a rolling pass. Comparison of computed and experimental results shows some differences but this model can reproduce microstructural changes qualitatively
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Huang, Ke. "Vers la modélisation des phénomènes de recristallisation en conditions multi-passes : application à l'acier 304L." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00682138.
Full textAbstract:
La recristallisation, qui peut se produire de façon dynamique ou statique, est un important phénomène qui transforme la microstructure des matériaux métalliques déformés modifiant ainsi ses propriétés mécaniques. Malgré l'existence de travaux approfondis sur la modélisation numérique du phénomène de recristallisation, la littérature scientifique manque de modèles précis capables de prédire l'évolution microstructurale dans des conditions de mise en forme multi passes. Bien que des efforts aient été réalisés dans cette direction, la plupart des modèles existants dans la littérature présentent soit un manque de validation expérimentale, soit ne fournissent que des accords qualitatifs entre les résultats numériques et expérimentaux dans des conditions de déformations connues et sélectionnées. De plus, les relations entre la recristallisation statique (SRX), la recristallisation dynamique (DRX), la recristallisation post-dynamique (PDRX) et la croissance de grains (GG) sont généralement trop simplistes. Par ailleurs, la plupart de ces modèles ne sont pas conçus pour la réalisation de simulations avec des conditions thermiques et/ou mécaniques variables et limite par conséquent leur utilisation pour des applications industrielles. Pour cette étude, un modèle à champ moyen 2 sites a été développé afin de décrire l'évolution microstructurale de l'acier 304L. L'originalité de ce modèle réside dans : (a) l'interaction de chaque grain avec deux milieux homogènes équivalents, avec respectivement une densité de dislocation élevée et faible; (b) le poids relatif de chaque milieu est lié à leur fraction volumique ; (c) la germination et la disparition des grains rendent la microstructure variable au cours du temps ; (d) les paramètres dépendent de la température et de la vitesse de déformation mais pas de la taille des grains dans les conditions DRX, et uniquement de la témpérature dans les conditions statiques (SRX/PDRX/GG); (e) des accords quantitatifs avec les résultats expérimentaux sont obtenus en fonction de (i) la cinétique de recristallisation, (ii) la courbe contrainte-déformation, (iii) taille de grain après recristallisation, et (f) le modèle a été développé pour être utilisé en conditions multi- passes, avec des valeurs variables de température et de vitesse de déformation. Afin de vérifier et valider le modèle, plusieurs essais de tractions ont été réalisés sous de nombreuses conditions différentes de température et de vitesse de déformation, afin de caractériser le mode DRX. Pour la vérification de la SRX et PDRX, des traitements de recuit ont été réalisés après la déformation plastique, respectivement à froid et à chaud. Les paramètres du modèle ont premièrement été estimés à partir des donnés expérimentales ou présentes dans la littérature, et ont ensuite été établis par analyse inverse. Il a été constaté que tous les paramètres du modèle évoluent de manières physiquement cohérentes en fonction de la température et de la vitesse de déformation. Les résultats obtenus à partir de la simulation de la DRX, SRX/PDEX/GG ont été analysés, en prenant en compte les effets de la température de déformation, la vitesse de déformation, la déformation appliquée ainsi que la taille de grain initiale. Un bon accord entre les résultats numériques et expérimentaux a été observé pour les différents types de recristallisation, ce qui ouvre la voie à la modélisation de la mise en forme en conditions multi passes pour des applications industrielles. Finalement, des traitements thermiques avec analyse in situ ont été réalisés afin d'obtenir une meilleure compréhension des mécanismes de SRX/PDRX/GG. Le rôle du maclage pendant le traitement de recuit a été discuté : il semble favoriser à la fois la germination et la migration des joints de grains.
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Thomas, Marc. "Recristallisation d'aciers inoxydables ferritiques à très basses teneurs en interstitiels conséquence sur l'aptitude au formage /." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37610382k.
Full text
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Jacquet, Grégoire. "Etude de la cinétique de recristallisation au cours du laminage à chaud d'aciers inoxydables ferritiques stabilisés." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00975379.
Full textAbstract:
Les aciers inoxydables ferritiques stabilisés, aussi performants dans de nombreux domaines et moins chers que les aciers inoxydables austénitiques, souffrent cependant d'une formabilité inférieure (mise en forme + défaut de chiffonnage / roping). Il convient donc d'optimiser les microstructures et textures finales de ces produits, ce qui passe entre autres par une meilleure connaissance de l'évolution du matériau durant le laminage à chaud (LAC).Des essais de bipoinçonnement effectués sur une machine Gleeble®, simulant la compression plane à cœur du matériau durant le LAC, ont permis de simuler des schémas de laminage mono et multipasses. Les effets de la déformation, de la température, de la vitesse de déformation, de la taille de grains initiale et de la composition chimique sur les évolutions dynamiques (durant une passe de laminage) et post-dynamiques (durant un temps interpasse) ont été investigués.Une passe de LAC fragmente la microstructure en cristallites par recristallisation dynamique continue (RDC). Une partie de ces cristallites deviendront les germes de la recristallisation post-dynamique (RPD) au cours du temps interpasse. Celui-ci se caractérise par la simultanéité d'activation de nouveaux germes, de la croissance de grains recristallisés au sein de zones écrouies mais également au détriment d'autres grains recristallisés.Le couplage d'un modèle de RDC existant avec un modèle de RPD créé à partir des observations expérimentales, permet de simuler des schémas de LAC multipasses et de retranscrire les effets de la majorité des paramètres opératoires.
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Jacquet, Grégoire. "Etude de la cinétique de recristallisation au cours du laminage à chaud d’aciers inoxydables ferritiques stabilisés." Thesis, Saint-Etienne, EMSE, 2013. http://www.theses.fr/2013EMSE0716/document.
Full textAbstract:
Les aciers inoxydables ferritiques stabilisés, aussi performants dans de nombreux domaines et moins chers que les aciers inoxydables austénitiques, souffrent cependant d’une formabilité inférieure (mise en forme + défaut de chiffonnage / roping). Il convient donc d’optimiser les microstructures et textures finales de ces produits, ce qui passe entre autres par une meilleure connaissance de l’évolution du matériau durant le laminage à chaud (LAC).Des essais de bipoinçonnement effectués sur une machine Gleeble®, simulant la compression plane à cœur du matériau durant le LAC, ont permis de simuler des schémas de laminage mono et multipasses. Les effets de la déformation, de la température, de la vitesse de déformation, de la taille de grains initiale et de la composition chimique sur les évolutions dynamiques (durant une passe de laminage) et post-dynamiques (durant un temps interpasse) ont été investigués.Une passe de LAC fragmente la microstructure en cristallites par recristallisation dynamique continue (RDC). Une partie de ces cristallites deviendront les germes de la recristallisation post-dynamique (RPD) au cours du temps interpasse. Celui-ci se caractérise par la simultanéité d’activation de nouveaux germes, de la croissance de grains recristallisés au sein de zones écrouies mais également au détriment d’autres grains recristallisés.Le couplage d’un modèle de RDC existant avec un modèle de RPD créé à partir des observations expérimentales, permet de simuler des schémas de LAC multipasses et de retranscrire les effets de la majorité des paramètres opératoiresStabilized ferritic stainless steels are as efficient as austenitic stainless steels in many areas and less expensive. However, they suffer from a lower formability (forming + roping defect). It is therefore necessary to optimize the final microstructures and textures of these products, which requires in particular a better understanding of the evolution of the material during hot rolling.Plane strain compression tests carried out on a Gleeble® machine, reproducing the deformation during hot rolling in the center of the material, permitted to perform single- and multi-pass rolling schedules. The effects of deformation, temperature, strain rate, initial grain size and chemical composition on dynamic (during a rolling pass) and post- dynamic (during an inter-pass time) evolutions were investigated.A hot rolling pass fragments the microstructure and creates crystallites by continuous dynamic recrystallization (CDRX). A part of these crystallites becomes nuclei for the post-dynamic recrystallization (PDRX) during inter-pass time. The latter is characterized by the simultaneous activation of new nuclei and growth of recrystallized grains, not only within strain-hardened zones but also at the expense of other grains already recrystallized.The coupling of an existing CDRX model with a PDRX model based on experimental results allows to simulate multi-pass hot rolling schedules and to reproduce the effects of most of the operating parameters
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Piekos, Kristian. "Modéllisation de la recristallisation dans les métaux : prévision des cinétiques et des évolutions des texture et de microstructure." Paris 13, 2006. http://www.theses.fr/2006PA132011.
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Tanguy, Benoît. "Modélisation de l'essai Charpy par l'approche locale de la rupture : Application au cas de l'acier 16MND5 dans le domaine de transition." Paris, ENMP, 2001. https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-00005651.
Full textAbstract:
Les aciers ferritiques présentent une transition du mode de rupture passant progressivement d'une rupture fragile (clivage) à une rupture ductile lorsque la température augmente. Le suivi du décalage de la température de transition des aciers de cuve par l'établissement de courbes de résilience, fait de l'essai Charpy une partie intégrante du programme de surveillance des centrales nucléaires françaises à eau sous pression. Malgré les avantages qui lui sont propres notamment son faible coût, l'essai Charpy ne permet pas d'obtenir directement une grandeur qui caractérise la résistance à la propagation d'un défaut de type fissure, comme la ténacité, utilisée pour qualifier l'intégrité mécanique d'une structure. Cette étude contribue à l'établissement du passage résilience-ténacité dans le domaine de transition de l'acier de cuve 16MND5 à partir d'une approche non-empirique basée sur l'approche locale de la rupture. La rupture fragile est décrite par le modèle de Beremin (1983), qui permet de décrire la dispersion inhérente à ce mode de rupture. La description de la déchirure ductile est réalisée par le modèle GTN (1984) et le modèle de Rousselier (1986). Ce dernier modèle a été modifié afin d'obtenir une description réaliste de l'endommagement ductile dans le cas de sollicitations rapides et d'échauffements locaux. A partir des essais de résilience en conditions quasi-statiques et dynamiques, il a été notamment mis en évidence que cet acier ne présentait pas de décalage important de sa courbe de résilience dû à l'effet de vitesse. Dans le domaine de la transition, des échauffements locaux de l'ordre de 150 ʿC ont été mesurés en fond d'entaille, ainsi que des déformations plastiques supérieures à 100%. L'application de la méthodologie proposée permet de décrire les données de résilience jusqu'à des énergies moyennes de l'ordre de 70 J, englobant les indices TK28 et TK68 Au delà, il faut légèrement modifier le modèle de Beremin en introduisant une dépendance apparente de la contrainte de clivage avec la température. D'autre part, l'évolution de la ténacité peut être décrite jusqu'à des valeurs moyennes de 170 Mpa√m sans introduire de dépendance de la contrainte de clivage avec la température.
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Kerisit, Christophe. "Analyse des mécanismes de recristallisation statique du tantale déformé à froid pour une modélisation en champ moyen." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00873188.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est de prédire les évolutions microstructurales se produisant dans le tantale pur lors d'un traitement thermique en fonction de son état microstructural initial. La restauration, la recristallisation et la croissance de grains sont décrites à l'aide d'un modèle en champ moyen qui nécessite une description adéquate de la microstructure, en termes de distributions de tailles de grains et de densités de dislocations équivalentes. La densité de dislocation équivalente moyenne peut être évaluée par une simple mesure de dureté Vickers. L'établissement de la relation dureté-densité de dislocations nécessite l'utilisation d'une loi de comportement basée sur la densité de dislocations équivalente. Les évolutions microstructurales au cours d'un traitement thermique ont été observées et les paramètres pilotant ces phénomènes ont été identifiés à l'aide d'essais originaux comme l'observation in situ de la recristallisation ou l'utilisation d'essais à gradient de déformation pour déterminer le seuil de densité de dislocations équivalente pour déclencher la recristallisation. Des essais plus classiques ont permis d'obtenir des cinétiques de recristallisation dans la gamme 1000°C-1100°C pour différentes microstructures initiales. Les simulations des différents traitements thermiques à l'aide du modèle à champ moyen rendent bien compte des évolutions microstructurales en termes de fraction recristallisée et de taille des grains recristallisés pour des microstructures faiblement déformées ou fortement déformées et fragmentées, en utilisant une description adéquate du type de microstructure initiale. Le modèle devra en revanche être adapté pour traiter le cas de microstructures intermédiaires, en enrichissant non seulement la description de la microstructure initiale mais également celle de l'étape de germination des grains recristallisés. Il deviendra alors capable de prédire les évolutions de microstructures pour tout type de microstructure initiale de tantale.
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Gerber, Philippe. "Etude des liens entre hétérogénéités de déformation et mécanismes de recristallisation. Application au cuivre et ses alliages." Paris 13, 2002. http://www.theses.fr/2002PA132027.
Full textAbstract:
Les liens entre hétérogénéités de déformation et recristallisation statique sont étudiés dans le cuivre et ses alliages. Dans le cuivre, un seuil de déformation (laminage à froid de 90 %) est mis en évidence par mesures des textures globales. En dessous de cette valeur, la texture de recristallisation est dispersée. Pour une valeur égale ou supérieure, la texture Cube {100}<001> est obtenue. L'ajout de zinc provoque une distribution des orientations plus dispersée, en partie due au maclage de déformation, provoquant la production d'un ensemble d'orientations possédant un potentiel germination et croissance. La confrontation des mesures expérimentales effectuée sur le cuivre pour deux taux de déformation( =70 % et =90 %) permet d'évaluer l'influence du taux de déformation sur la recristallisation. Les mesures d'énergie stockée montrent qu'une différence minimum entre les orientations C {112}<111>et/ou S{123}<634>et Cube est vitale pour engendrer une texture Cube. Une restauration des grains Cube au tout début de la recristallisation est observée pour ces deux matériaux. Par mesures EBSD dans le cuivre =70 %, nous montrons qu'une germination intergranulaire prend place dans les zones de fortes hétérogénéités de déformation, conduisant à diperser la texture. Dans le cas du matériau =90 %, cette germination n'est pas effective. Cependant, après restauration au sein de bandes de transition Cube/G {011}<100> (voisines de grains déformés orientés C et/ou S) une germination et une croissance rapides de l'orientation Cube ont lieu. Nous pouvons ainsi parler de germination et croissance orientées. Une simulation Monte-Carlo permet de reproduire approximativement la texture dévelo^ppée au cours de la recristallisation après déformation à =70 %. Le caractère dispersé de la texture de recristallisation est difficile à obtenir. Le processus de maclage, actif au cours de la recristallisation, peut en être la cause, et doit être considéré par la suiteThe study of the relation between deformed inhomogeneities and static recrystallization is done in copper and -brass in cooper, a critic value of deformation (cold rolling to =90 %) is obtained from the bulk texture analysis. Below this value, the recrystallization texture {100}<001>is obtained. In x-brass, the deformation texture is even more complicated due to the deformation twinning mechanisms, which conducted to a weaker texture. The comparison of the experimental measurements in copper for two levels of reduction ( =70 % and =90 %) is done in order to understand the influence of the deformed state on recrystallization. Stored energy measurements show that minimum difference is needed between the C {112}<111>and/or S {123}<634>and the Cube orientations to produce the Cube texture. For both materials, a recovery of the Cube grains is observed. From EBSD measurements in copper =70 %, intergranular nucleation takes place in highly deformed regions, which conducts to a dispersed texture. In copper =90 %, this nucleation is not the main mechanism. Indeed, after recovery inside Cube/G {011}<100> transition bands, a fast process of nucleation and growth of the Cube orientation is observed. This corresponds to the oriented nucleation and growth hypothesis. In copper, Monte-Carlo simulation is used in order to explain the recrystallization texture after cold rolling to =70%. The experimental recrystallization texture is difficult to obtain, and this can be due to the annealing twinning active nucleation and growth steps
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Gandy, Amy Sarah. "A Transmission electron microscopy study of the interaction betweeen defects in amorphous silicon and a moving crystalline amorphous interface." Poitiers, 2008. http://theses.edel.univ-poitiers.fr/theses/2008/Gandy-Amy/2008-Gandy-Amy-These.pdf.
Full textAbstract:
Transmission electron microscopy (TEM) has been used to investigate the damage produced following high temperature (350˚C) Xe implantation into [100] Si at fluencies (>1x1016 Xe ions/cm2) and energy (250keV) which produce a buried amorphous layer; and the defect structures produced following thermal anneals of 400˚C, 600˚C or 800˚C for 30 minutes. Analysis of these samples yielded results which suggested that the Xe gas contained within the amorphous layers was swept by the amorphous/crystalline interfaces during solid phase epitaxial re-crystallisation (SPEG) into large bubbles elongated along a direction perpendicular to the interfaces. In order to further investigate this sweeping effect, buried amorphous layers were produced in Si by implanting Li at liquid nitrogen temperature and post implanting the layers with 1x1016 He ions/cm2. Contrary to the spherical bubbles produced under similar conditions in crystalline Si, irregular shaped bubbles were formed in the amorphous layer. Results from in-situ TEM studies showed that these bubbles are mobile at temperatures lower than expected in crystalline Si. Thus, upon reaching the moving interfaces between amorphous and crystalline Si, the bubbles are forced back into the amorphous material which ultimately results in coalescence of the gas into larger bubbles once the two interfaces combine. In addition, microtwins have been shown to form in regions of the re-crystallising layer where there exists an excess of interstitial-type defects. This is contrary to previous microtwin nucleation models which suggested that microtwins are either formed on [111] planes or on bubblesL'endommagement induit par implantation de xénon dans le silicium a été étudié par microscopie électronique à transmission (MET). Les implantations réalisées à 350°C, à une énergie de 250keV et pour des fluences supérieures à >1x1016 Xe ions/cm2 conduisent à la formation d'une couche amorphe enterrée. Les observations effectuées sur les échantillons recuits montrent la présence d'une rangée de grandes cavités allongées dans la direction perpendiculaire à l'interface. Ceci suggère que, lors de la recristallisation du silicium, le déplacement simultané des deux interfaces entraîne le déplacement du gaz jusqu'à son confinement dans de larges bulles. Afin de mieux appréhender les mécanismes qui conduisent au mouvement des bulles, de l'hélium à faible dose a été implanté dans du silicium préalablement amorphisé par implantation de Li à basse température. L'implantation d'hélium dans le silicium amorphe conduit à la formation de bulles de forme irrégulière. Ce résultat diffère du silicium cristallin où des bulles sphériques sont obtenues pour des conditions d'implantation identiques. Les expériences réalisées ‘in situ’ dans le MET montrent clairement d'une part que les bulles sont poussées par l'interface, et d'autre part la nucléation de micromacles. Il a été mis en évidence au cours de cette étude que les bulles sont mobiles à plus basse température dans le silicium amorphe que dans la phase cristalline. Lors de la recristallisation, les bulles se trouvent alors confinées dans le matériel amorphe, ce qui résulte en leur coalescence et à la formation de larges bulles une fois que les deux fronts de recristallisation se sont rejoints. De plus, il a été établi que la formation de micromacles dans la région recristallisée est liée à un excès de défauts de type interstitiels dans la zone amorphe. Ce résultat est contraire aux modèles de la littérature qui suggèrent que les micromacles se forment soit sur des plans {111} soit sur les bulles
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Sow, Alioune. "Étude de la purification des poudres de silicium destinées à la fabrication de substrats frittés pour des applications photovoltaïques." Poitiers, 2011. http://www.theses.fr/2011POIT2316.
Full textAbstract:
Le défi majeur auquel est confrontée l'industrie du photovoltaïque est de trouver des solutions pour produire des cellules solaires présentant un rendement de conversion élevé et un faible coût de production. La fabrication de substrats de silicium pour des applications photovoltaïques par frittage de poudres de silicium est une des solutions prometteuses pour relever ce challenge. Ces substrats frittés peuvent être utilisés directement après une étape de recristallisation comme couche active de la cellule solaire. Préparés à partir de poudres de silicium de qualité métallurgique (Si-MG), ils peuvent servir également de substrats pour des cellules solaires en couche mince de silicium cristallin déposé par épitaxie. Cependant les impuretés métalliques présentes dans le substrat peuvent diffuser vers la couche active lors des différentes étapes thermiques intervenant lors de la fabrication de la cellule et dégrader ainsi le rendement. De plus des quantités importantes d'oxygène peuvent fragiliser le substrat fritté et limiter sa conductivité électrique. L'objectif principal de ces travaux de thèse est la mise au point et l'optimisation d'un procédé de purification des poudres et frittés de silicium et d'en comprendre les processus physiques et chimiques qui contrôlent la réaction. Durant ces travaux, des conditions optimales d'élaboration et de traitements minimisant l'oxydation des poudres ont pu être trouvées afin d'obtenir une bonne tenue mécanique des frittés et ainsi de mettre en œuvre les réactions de purification dont l'oxydation constitue un obstacle majeur. La mise au point d'une technique de purification des poudres Si-MG à l'état solide en présence d'un gaz chloré a permis de réduire de plus de 90 % les impuretés métalliques initialement présentes dans la poudre. Certaines impuretés telles que le Ti et le Mn sont réduites drastiquement déjà à 900 °C tandis que la réduction des concentrations en Fe par exemple est plus efficace à partir de 1100°C. Le développement d'un modèle d'exo-diffusion a permis de prédire l'évolution de la teneur en impuretés dans les poudres et de bien comprendre les mécanismes d'élimination de ces impuretés. La mise au point de protocoles expérimentaux visant à minimiser les sources de contamination durant le procédé de frittage ont mené à une réduction de la concentration d'éléments légers (C, O) dans le matériau fritté de 95%. Nous savons également qu'un traitement de recristallisation passant par la fusion du matériau fritté permettait de réduire drastiquement les teneurs en impuretés présentes dans le substrat ; ce traitement thermique utilisé pour améliorer la qualité cristalline permet en particulier de réduire les teneurs en oxygène et en impuretés métalliques. Par contre le carbone et les dopants (B, P) n'évoluent pas après recristallisation. Enfin en réalisant des cellules solaires sur des substrats frittés utilisant les protocoles de préparation des poudres et les traitements de recristallisation, nous avons montré que les substrats frittés permettaient d'obtenir des cellules solaires fonctionnellesThe major challenge facing the photovoltaic industry is to find ways to produce solar cells with high conversion efficiency and low production cost. The manufacture of silicon substrates for photovoltaic applications by sintering silicon powders is one of promising solutions for this challenge. These sintered substrates can be used directly after a recrystallization step as active layer of the solar cell. Prepared from silicon powder metallurgical grade (Si-MG), they can also serve as substrates for crystalline silicon thin-film (c-Si TF) solar cells. However, the metallic impurities present in the substrate can diffuse into the active layer during the different thermal steps involved in the cell production and thus degrade the performance. Furthermore, an important oxygen impurity can affect the mechanical strength of the substrates and limit its electrical conductivity. The main objective of these thesis works is the development and optimization of a purification process of the powders and sintered silicon and to understand the physical and chemical processes that control the reaction. During this work, optimal conditions for preparation and treatment minimizing silicon powders oxidation have been found. This allows obtaining a good mechanical strength of sintered and so to implement the purification reactions including oxidation is an obstacle major. The development of a technique for purifying metallurgical silicon powders in solid state in the presence of chlorine gas allows reducing by over 90% the metallic impurities initially present in the powder. Some impurities such as Ti and Mn are reduced drastically already at 900°C while the reduction iron (Fe) concentrations for example, is more effective from 1100° C. The out-diffusion model developed was used to predict the evolution of the impurities content in the powders and to understand the removal mechanisms of these impurities. The development of experimental protocols to minimize sources of contamination during the sintering process has led to a reduction in the concentration of light elements (C, O) in the sintered material of 95%. We also know that recrystallization treatment through the melting of the sintered material dramatically reduces the levels of impurities in the substrate; this heat treatment used to improve the crystalline quality allows in particular reducing the levels of oxygen and metallic impurities. Contrariwise carbon and doping impurities do not change after recrystallization. Finally realizing solar cells on sintered substrates obtained by using the protocols of powders preparation and the treatments of recrystallization, we have shown that the sintered substrates allow obtaining functional solar cells
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De, Jaeger Julien. "Contribution à l'étude mésoscopique de la recristallisation dynamique de l'Inconel 718, lors du forgeage à chaud. : Approches expérimentale et numérique." Thesis, Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2013. http://www.theses.fr/2013ECAP0005/document.
Full textAbstract:
L’Inconel 718 est un superalliage base nickel, élaboré dans les années 60, utilisé dans la fabrication de pièces pour les parties chaudes des moteurs d’avion. Il acquiert ses propriétés mécaniques et sa microstructure finale au cours du procédé de mise en forme appelé forgeage à chaud. La maîtrise de ce procédé nécessite de comprendre l’interaction entre les phénomènes d’écrouissage et de recristallisation dynamique tout en intégrant l’influence de diverses conditions thermomécaniques. Cette étude s’est focalisée, expérimentalement, sur les phénomènes liés au forgeage à chaud en mise en forme unipasses et multipasses super-δ-solvus (1050 °C). Afin de les caractériser, des essais de compression ont été réalisés à l’échelle de pions. Des trempes à l’hélium, après déformation, ont permis de figer les microstructures dans le but de comprendre leur évolution en fonction des paramètres thermomécaniques (ε, et T). Des observations ont ensuite été réalisées expérimentalement : microscopie optique et à balayage, EBSD et diffraction des neutrons. Une attention particulière a été portée sur l’évolution de la phase δ, influençant indirectement les propriétés mécaniques de l’alliage, au cours de traitements thermiques puis thermomécaniques. La quantification ainsi que la détermination des cinétiques d’évolution statiques et dynamiques de cette phase a permis de mieux comprendre son influence au cours du forgeage sub-δ-solvus (980 °C). Un chaînage séquentiel a été développé entre deux modèles, l’un de plasticité cristalline implémenté dans un code éléments finis (CPFEM) et l’autre de recristallisation, implémenté dans un code automates cellulaires. Ce chaînage séquentiel permet de décrire les évolutions de champs mécaniques et de microstructures au cours du forgeage à chaud et a été validé par une comparaison avec les résultats expérimentaux. MOTS CLÉS : forgeage à chaud, Inconel 718, recristallisation dynamique, mise en forme multipasses, phase δ, plasticité cristalline (CPFEM), automates cellulaires, chaînage séquentiel, agrégats polycristallins 3DDeveloped in the 60’s, the nickel-base superalloy, Inconel 718, is widely used for hot parts of aircraft engines. The hot forging process confers to the alloy its final microstructure and its mechanical properties. The control of the process requires a deep knowledge of the interactions between the hardening phenomena and the dynamic recrystallization for the various thermomechanical conditions which are used. The present study mainly focuses on the experimental characterization of the phenomena linked to hot forging in the super-δ-solvus domain (1050 °C), as well for a single pass process as for a multipass one. Hot compression tests are used to simulate forging. After deformation, samples are helium quenched in order to freeze the microstructure that allows understanding its evolution as a function of the thermomechanical parameters (ε, and T). Microstructure analyses have then been performed using optical and scanning microscopy, EBSD, and neutron diffraction. A specific attention is paid on the study of the -phase evolution as it has a direct influence on the mechanical properties of the alloy. Its evolution is followed along thermal and thermomechanical treatments. The measure of the static and dynamic precipitation kinetics has led to a better understanding of the -phase role during hot forging at temperatures below solvus (980 °C). A sequential coupling is developed, based on two models; the first one is a crystal plasticity model implemented in a finite element code (CPFEM), the second one being a modeling of recrystallization using a cellular automata approach. The coupling allows the evolutions of the mechanical fields and the microstructure to be simulated during hot forging. The numerical results fit correctly most of the experimental data, mechanical and structural