Dissertations / Theses on the topic 'Recuit. microstructure'

Les aciers Dual Phase (DP) ferrito-martensitiques sont largement utilisés sous la forme de tôles minces dans la construction automobile en raison de leur excellent compromis résistance/ductilité et donc pour leur potentiel d’allègement. Ils sont élaborés par coulée continue, laminage à chaud et à froid suivis d’un recuit continu. Durant l’étape de chauffage et de maintien de ce recuit, la microstructure ferrito-perlitique déformée issue des étapes de laminage se transforme en microstructure ferrito-austénitique recristallisée. L’expérience montre que les cinétiques de recristallisation et de transformation ainsi que la distribution spatiale et morphologique des microstructures résultantes sont très sensibles aux vitesses de chauffage. Ce travail de thèse s’intéresse aux différents mécanismes expliquant cette sensibilité comme la maturation des carbures, la restauration, la recristallisation de la ferrite et la transformation austénitique et toutes leurs interactions. Ces mécanismes métallurgiques ont été caractérisés à différentes échelles et par des approches in situ sur un acier industriel puis modéliser par des approches à base physique pour guider une possible production. Après un premier chapitre dédié aux techniques expérimentales et de modélisations utilisées, le second chapitre de ce travail s’intéresse principalement à la caractérisation de la morphogénèse des microstructures ferrito-austénitique en microscopie électronique à balayage (MEB). Le troisième chapitre est une étude détaillée en Microscopie Electronique à Transmission (MET) et par modélisation thermocinétique (ThermoCalc, DICTRA) de la composition des carbures tout au long du processus, du laminage à chaud au recuit. Restauration et recristallisation sont étudiées au chapitre 4 principalement par des expériences in situ en Diffraction des Rayons X à Haute Energie (DRXHE) sur ligne de lumière synchrotron et modélisées par une approche originale à champs moyen. Enfin, le chapitre 5 propose une étude sous DICTRA pour comprendre les cinétiques de transformation austénitique en fonction des vitesses de chauffe. Cette approche est novatrice car elle prend en compte les carbures intergranulaires de la ferrite, a été conduite en conditions anisothermes et propose une analyse fine des modes de croissance de l’austénite associées au manganèse, élément clef de la composition de ces alliages<br>Ferrite/Martensite Dual-Phase steels are largely used in the form of thin sheets in the automotive industry for their excellent balance between resistance and strength and thus for their lightening potential. They are elaborated by continuous casting, hot- and cold- rolling, followed by a continuous annealing. During the heating and the soaking stages of this latter process, the deformed ferrite/pearlite microstructure obtained after rolling evolves is transformed into a recrystallized ferrite-austenite microstructure. The experiments show that recrystallization and austenite transformation kinetics as well as the resulting spatial and morphological distribution of the phases are highly sensitive to the heating rate. This PhD thesis aims at understanding the different metallurgical mechanisms explaining this particular sensitivity as carbides ripening, recovery, recrystallization and austenite transformation and all their possible interactions. The mechanisms were characterized at different scales and by in situ technics on an industrial steel and model by physical based approaches in order to drive future production lines. After a first chapter dedicated to the experimental and modeling methods, the second chapter deals with the characterization of the morphogenesis of ferrite-austenite microstructures by Scanning Electron Microscopy (SEM). Chapter 3 is a study by Transmission Electron Microscopy (TEM) and by thermokinetic modeling (ThermoCalc, DICTRA) of the chemical composition of carbides along with manufacturing, from hot-rolling to annealing. Recovery and recrystallization are studied in chapter 4 by the means of in situ High Energy X-Ray Diffraction (HEXRD) experiments conducted on a synchrotron beamline and modeled by an original mean-field approach. Finally, chapter 5 proposes an analysis with DICTRA to understand austenite transformation kinetics as function of heating rates. The proposed approach is innovative as it accounts for intergranular carbides in the ferrite matrix, is conducted in non-isothermal conditions and propose a fine analysis of growth modes of austenite associated to manganese, a key alloying element of the studied steels

Cette thèse décrit l’incorporation de fer dans l’hétérostructure InGaAsP/InP par implantation ionique à haute énergie (MeV) suivi d’un recuit thermique rapide. L’alliage quaternaire InGaAsP est tout indiqué pour fabriquer des couches photoconductrices qui peuvent absorber dans le proche-infrarouge, à 1.3 µm ou 1.55 µm. Ce procédé vise à développer de nouveaux matériaux de forte résistivité pour l’holographie photoréfractive et la spectroscopie térahertz pulsée. À notre connaissance, cette investigation représente les premiers essais détaillés de l’implantation de fer dans le matériau InGaAsP/InP. Les principaux paramètres de fabrication, tels la fluence d’ions de fer, la température d’implantation et la température de recuit ont été explorés. Les propriétés physiques des matériaux produits ont été étudiées avec des mesures électriques (résistivité et effet Hall avec l’analyse de Van der Pauw), optiques (photoluminescence, absorption et réflectivité différentielle résolue en temps) et structurales (diffraction de rayons X, canalisation de la rétrodiffusion Rutherford et microscopie électronique en transmission). Pour fabriquer des couches à forte résistivité pour des applications holographiques à 1.3 µm, nos résultats ont montré qu’il est préférable d’éviter l’amorce de l’amorphisation lors de l’implantation du quaternaire pour maintenir une bonne qualité cristalline après recuit. Ceci favoriserait une compensation par l’activation du fer comme impureté profonde. Une résistivité de l’ordre de 10[indice supérieur 4] Ωcm est mesurée après recuit. Pour fabriquer des couches à forte résistivité pour des applications de spectroscopie térahertz pulsée à 1.55 µm, nous privilégions l’amorphisation par implantation froide et la recristallisation, ce qui réduit le temps de recombinaison des photoporteurs sous la picoseconde. L’émission d’ondes térahertz par ce matériau est démontrée sur une largeur de bande de 2 THz. L’évidence expérimentale montre la formation d’une microstructure polycrystalline dans la couche d’InGaAsP, ayant une forte densité de fautes planaires et une taille de grains nanométrique qui varient avec la température de recuit, ce qui suggère une connexion avec les propriétés optoélectroniques du matériau.

Obtention de rubans autosupportes ou supportes par differents substrats par projection plasma a partir de poudre de silicium. Optimisation du procede. Mesure des caracteristiques des rubans obtenus (porosite, densite, resistivite, mobilite de hall) avant et apres recuit, et apres recristallisation par bombardement electronique. Evolution des caracteristiques electriques avec le dopage. Mesure des proprietes photoelectroniques

L’influence de la microstructure sur l’élasticité à l’échelle macroscopique de matériaux composites renforcés par des fibres alignées sans chevauchement est quantifiée par homogénéisation numérique (FEM). La fonction de paires (Rdf) s’est montrée comme étant la corrélation du second ordre la plus efficace pour décrire la répartition spatiale des fibres. Des échantillons numériques dont la Rdf est contrôlée ont été construits par recuit simulé et leurs propriétés effectives calculées. La condition de non-chevauchement entraine un pic de la Rdf pour des distances comprises entre 1 et 1,5 diamètre. Les coefficients d’élasticité augmentent avec le pic de la Rdf. Ces résultats ont conduit à établir de nouvelles bornes pour les systèmes de fibres parallèles en équilibre. Les microstructures correspondant aux bornes inférieures et supérieures sont respectivement une répartition des fibres de Percus-Yevick et une agglomération des fibres<br>Throughout this work, the influence of microstructures of non-overlapping aligned fiber reinforced composites on macroscopic elastic properties has been quantified with numerical homogenization on FEM simulations. The radial distribution function (Rdf) has proven to be the best second order correlation to describe fiber spatial distributions. Numerical samples with controlled Rdfs were built with simulated annealing and their effective values were evaluated. Due to the non-overlapping condition, Rdf exhibits a peak for distances from 1 to 1.5 diameter. When Rdf peak increases, elastic moduli increase as well. From this result, new bounds that frame any equilibrium system of aligned fiber composites were established. The corresponding microstructures for lower and upper bounds were respectively a Percus-Yevick distribution of fibers and packed fibers

L'évolution de la microstructure du poly(éthylène terephthalate) (polymère thermoplastique amorphe et cristallisable) a été étudiée lors de diverses sollicitations mécaniques (mono-étirage, bi-étirage et soufflage en surface libre). Le matériau a été sollicité entre les températures de transition vitreuse et de cristallisation froide (i.e. 90 °C et 115 °C). Différents traitements thermiques (recuit ou trempe) ont été appliqués après déformation. L'évolution de la texture et de la morphologie cristalline a été étudiée par différentes techniques de diffraction des rayons X (WAXS et SAXS). L'évolution de la phase amorphe a, quant à elle, été étudiée par analyse mécanique dynamique et thermique (DMTA).Quelque soit la nature des échantillons (films, éprouvettes épaisses ou préformes), des sollicitations et des conditions expérimentales (vitesses et températures), il appairait clair que la cristallisation sous déformation du PET ne conduit pas à une microstructure cristalline parfaite si elle est ponctuée par une trempe, excepté pour des taux d'étirage élevés. La microstructure observée en fin d'étirage est donc aussi marquée par l'étape de refroidissement. Le durcissement structural est lié aux étapes initiales de la cristallisation. La phase amorphe est pour sa part fortement contrainte par la sollicitation. Pour preuve, sa plus grande aptitude à la cristallisation et les évolutions de sa température de transition alpha qui augmente. Les essais de soufflage libre ont notamment démontré combien les bouteilles sont hétérogènes tant en terme de morphologie microstructurale qu'en terme d'orientation locale des chaînes polymères. Cette hétérogénéité se manifeste aussi bien le long des bouteilles qu'au sein de leur épaisseur, rendant difficile la corrélation entre propriétés microstructurale et mécanique induites. L'étude comparative des corps creux soufflés sur prototype et souffleuse industrielle a permis d'évaluer l'influence du moule. Dans des conditions équivalentes, le moule contraint de toute évidence les déformations du matériau et peut donc avoir une incidence non négligeable sur les microstructures et propriétés induites finales.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Sciences des matériaux : Lille 1 : 2006.<br>N° d'ordre (Lille 1) : 3925. Articles en anglais reproduits dans le texte. Résumé en français et en anglais. Titre provenant de la page de titre du document numérisé. Bibliogr. à la suite de chaque chapitre.

Etude d'aimants frittés Sm (Co, Fe, Cu, Zr)(7,29) ayant subi des traitements thermiques différents. Mesure de la coercivité et observation de la microstructure par microscopie électronique en transmission. Corrélation entre les microstructures avant et après recuit a 830°C et les propriétés magnétiques, à partir d'un modèle basé sur la répartition des éléments d'addition

L'objectif de ce travail est d'etudier les liens entre composition chimique, microstructure et coercitivite des phases magnetiques de type sm(co,cu)5. L'etude est realisee sur des alliages de microstructures typiques (alliages solidifies, homogeneises frittes ou isotropes, monocristaux) et de composition variees, elabores et caracterises a differentes echelles. Les microstructures multiphasees obtenues par solidification sont de type dendritique : la phase de cristallisation primaire, d'apparence biphasee, est une phase sm(co,cu)#5 dont les segregations de solidification simulent une demixtion. La phase interdentrique est une phase riche en sm et cu de type 5:19. Les cycles d'hysteresis de ces aimants sont interpretes en terme de sommation des contributions des 3 phases considerees comme magnetiquement independantes. Les alliages homogeneises-trempes, pratiquement monophases, presentent une coercitivite de type ancrage, qui augmente fortement avec le taux de substitution co/cu. Quelle que soit la composition, le champ coercitif s'eleve apres un recuit de quelques heures a basse temperature ou un refroidissement lent depuis 1100c. Les etudes microstructurales d'une part, qui ne permettent pas la detection de defauts susceptibles d'ancrer les parois de bloch, et l'etude magnetique sur monocristaux d'autre part, conduisent a proposer un mode de coercitivite non classique, de type intrinseque. Le renforcement du champ coercitif apres traitement thermique est interprete suivant le meme modele. Des etudes thermiques et cristallographiques couplees, menees sur une composition d'alliage fixee, revelent la presence d'une transformation structurale en dessous de 930c.

Le recuit photonique est une technologie émergente basée sur la conversion instantanée del’énergie lumineuse absorbée par les nanoparticules (NPs) en chaleur. Dans ces travaux, il estdéployé sur des pistes d’interconnexions imprimées sur support souple par jet de matière, àpartir d’une encre de NPs d’argent (Ø=25nm).Une étude des paramètres du procédé a permis d’établir le lien entre ces derniers (énergie,fréquence) et la résistance carrée (120m!/ ) induite. Celui-ci a été confirmé grâce à unemodélisation thermique multicouches et au développement d’une instrumentation inéditemesurant, toutes les 4μs, les variations de la résistance pendant le recuit photonique (quelquesms). La stabilisation de la résistance corrélée avec les propriétés optiques du film est optimalepour une exposition de 2-3J/cm² induisant un échauffement à environ 200°C.L’analyse de la microstructure des films par diffraction des rayons X met en évidence le lienentre la croissance des cristallites et la résorption des défauts. La minimisation de la résistanceélectrique est corrélée à la croissance du collet entre les nanoparticules par diffusion atomiquede surface. De plus, une meilleure cohésion des NPs améliore la dureté par rapport au recuit àl’étuve.La résistance électrique de contact (200m!) entre les plots d’interconnexion d’une puce ensilicium et les pistes imprimées a été mesurée grâce à un montage dédié de mesure électriqueau nano-indendeur. Les forces à appliquer (300mN par bump)<br>Photonic sintering is an emerging technology based on the instantaneous conversion ofabsorbed light energy by nanoparticles (NPs) into heat. In this work, it is used oninterconnections printed on flexible substrates by inkjet printing of a metal silver nanoinkwith particle mean diameter of Ø=25nm.A process parameters study has allowed us to link them (energy, frequency) with theinduced sheet resistance (120m!/ ). This has been confirmed through thermal modeling ofthe multilayer system, and also by monitoring the resistance variations in-situ duringphotonic sintering (a few ms) using an innovative characterization tool, allowingmeasurements every 4 μs. The electrical resistance stabilization correlated with the opticalproperties of the film was found to be optimal for an exposition of 2-3J/cm², whichcorresponds to heating up to approximately 200°C.Films microstructure analysis with X-ray diffraction enlightens the link between crystallitescoarsening and defaults density reduction. The minimization of electrical resistivity iscorrelated with neck growth between nanoparticles trigged by surface atomic diffusion.Moreover, a stronger cohesion between NPs improves the mechanical hardness compared toclassical oven curing.The electrical contact resistance (200m!) between a silicon chip interconnection bumpand printed tracks is measured thanks to an in-house setting for electrical measurement withthe nanoindenter. The level of forces to apply (300mN per bump) is optimized and transferredto a thermocompression by industrial equipment. A set of prototypes are fabricated andconfirm the compatibility of these technologies with a future industrial integration

Les experiences de diffraction et de diffusion des rayonnements gamma et neutron nous ont permis d'etudier la microstructure du superalliage monocristallin am1 ainsi que son evolution en fonction de la temperature. Ces experiences ont pour la plupart ete realisees in situ en temperature et nos resultats qui sont relatifs a un grand nombre de precipites, ne sont pas sensibles aux heterogeneites locales de composition chimique. Nous avons analyse la morphologie des precipites gamma prime a l'aide d'experiences de diffusion aux petits angles des neutrons, au cours des phenomenes de precipitation et de coalescence des precipites gamma prime. La remise en solution de ces precipites a ete etudiee par diffraction neutron jusqu'a complete dissolution. Afin de mieux comprendre les mecanismes qui regissent l'evolution de la morphologie des precipites, nous avons etudie en temperature differents parametres microstructuraux. Par diffraction gamma, nous avons mis en evidence une distorsion tetragonale au sein du materiau et le desaccord parametrique entre les deux phases a pu etre mesure par diffraction neutrons a grands angles de bragg. La synthese des resultats obtenus au cours de ces differentes experiences, nous a permis d'etablir un modele qui prevoit l'evolution des parametres de maille des phases gamma et gamma prime en fonction de la temperature lors de recuits thermiques et sous contrainte

Dans ce travail, nous avons développé un modèle de diffusion des défauts ponctuels (lacunes et interstitiels) permettant de simuler par Monte Carlo cinétique (MCC) la formation d'amas riches en solutés observés expérimentalement dans des alliages modèles de type FeCuNiMnSi irradiés ainsi que dans l'acier de cuve. Des calculs de structure électronique nous ont permis de caractériser les interactions existant entre les défauts ponctuels et les différents atomes de solutés. Chacun des solutés établit des liaisons attractives avec la lacune. Le Mn, quant à lui, élément ayant le moins d'affinité avec la lacune, établit des liaisons plus favorables avec l'interstitiel. Les énergies de liaison, de migration ainsi que d'autres propriétés à l'échelle atomique, déterminées par calculs ab initio, nous ont conduits à un jeu de paramètres pour le code de MCC. Dans un premier temps, ces paramètres ont été optimisés sur des expériences de recuit thermique réalisées sur l'alliage binaire FeCu et sur des alliages complexes, décrites dans la littérature. Les simulations de recuit thermique montrent qu'en présence de lacunes, tous les solutés migrent et forment des amas, en respectant les tendances observées expérimentalement. Pour simuler l'évolution de la microstructure sous irradiation, nous avons, dans un second temps, introduit les interstitiels dans le code de MCC. Leur présence rend plus efficace le transport du Mn. Les premières simulations d'irradiation par des électrons et des neutrons montrent que le modèle reproduit dans l'ensemble des résultats qualitativement en accord avec les tendances observées expérimentalement.

Le manuscrit comporte deux parties: i) cette partie est consacree a la caracterisation electrique par effet hall de superreseaux gaas/alas dopes selectivement silicium dans gaas, alas, a l'interface. Nous mettons en evidence la structure multiniveaux du centre dx lie au donneur silicium. Nous determinons l'energie des niveaux associes dans gaas en alas. Nous interpretons l'effet de photoconductivite persistante grace a l'existence de 1, 2 ou 3 niveaux dx selon le type de dopage. Nous demontrons egalement l'existence d'une diffusion du silicium dans les couches adjacentes pour les dopages selectifs. Enfin nous interpretons des mesures d'effet hall sous pression hydrostatique. Ii) nous presentons les resultats de mesures electriques et piezoresistivite de couches minces si polycristallin depose sur substrat si oxyde (lpcvd, pecvp). Nous comparons les resultats obtenus sur des couches dopes par technique in situ et par technique d'implantation ionique. Nous examinons l'influence des conditions de recuit (recuit classique et recuit rapide)

Several challenges are still holding back the technological transfer of printed electronics to industry in spite of recent progresses. In this thesis work, the printing method of inks based on silver nanoparticles (<Ø>=25 nm) was optimized according to its rheology and to the fluid/substrate interactions for the fabrication of electrical interconnections with a thickness of 500 nm. These lines were printed on silicon or flexible substrates and annealed either by conventional (oven or infrared) or selective methods (microwave) at temperatures comprised between 100 and 300 °C.A better understanding of the relationship between process and microstructure of these printed thin films, based on several crystallographic equipments (XRD, EBSD and EDX), led to the optimization of nanocrystallites growth with an activation energy of about 3 to 5 kJ*mol-1. In addition to the low residual stress (70 MPa), this optimization is used to achieve low electrical resistivity (3.4 μOhm*cm) associated with a greater coherence of the crystal lattices at grain boundaries. The probability of electron scattering at such interfaces can be further reduced using an innovative approach of oriented crystallite growth by atomic interdiffusion from the substrate.The low mechanical stiffness (E<50 GPa) of these porous lines requires a reinforcement step either by crystalline texturation or by electroless growth to withstand the assembly and wire-bonding steps. The fabrication of a functional demonstrator thus validated the printing technology for the manufacture of electronic components.

Actuellement le prix de l'énergie augmente continuellement. Ainsi, un des grands défis de la société est de limiter au maximum la consommation énergétique. La mise en oeuvre de matériaux pour l’énergie et le développement de leurs propriétés est au coeur de cette problématique.Dans cette optique, ce travail est dédié à l’évaluation d’un nouveau procédé de fabrication thermomagnétique dans le but de développer de nouvelles microstructures et/ou des propriétés améliorées inaccessibles par des traitements thermomécaniques classiques. L’objectif principal est d'étudier l'effet du champ magnétique sur deux principaux alliages, Fe-Co et Fe-Ni en vue d'améliorer leurs propriétés magnétiques douces.Dans les alliages Fe-Co, les températures de transformation de la ferrite vers l’austénite, mesurées jusqu’à16T, sont augmentées par l'application d'un champ magnétique intense. Ce décalage est modélisé en fonction du champ, en se basant sur une analyse thermodynamique. Dans les deux alliages, la phase ferritique eststabilisée par le champ intense à plus haute température ce qui permet le développement d’une microstructure àgros grains. Les propriétés magnétiques douces sont également améliorées par l'application d'un champ magnétique à la fois dans l’alliage Fe-Co27% et dans Fe-Co49%V2% en induisant respectivement le développement d’une texture Goss dans le premier alliage et une forte anisotropie induite dans le second.Dans les alliages Fe - Ni contenant 80% l'utilisation d’un champ magnétique intense pendant le traitement thermique (jusqu'à 7 T) permet d’améliorer le développement de l'anisotropie induite, permettant de« coucher » la forme du cycle d'hystérésis. Le comportement magnétique dynamique du matériau est ainsiamélioré par le champ magnétique.Ces résultats significatifs soutiennent l'idée que l'introduction du champ magnétique dans les techniques defabrication des matériaux conventionnels est une piste prometteuse pour améliorer d’avantage leurs propriétésfonctionnelles<br>Energy is becoming increasingly expensive and a major challenge for the society is to minimize energyconsumption. One of the issues of this challenge focuses on the industrial processing of energy related materialand the development of their properties.The overall objective of this work is to evaluate thermo-magnetic processing as a new technology with thegoal of developing novel microstructures and/or improved properties unattainable through conventionalthermo-mechanical processing. This main target is addressed with the study of the effect of magnetic field ontwo main alloys, Fe-Co and Fe-Ni in view of improving their functional soft magnetic properties.In FeCo alloys the non – equilibrium ferrite to austenite phase transformation measured up to 16T is foundto be increased by the application of a high magnetic field. Its evolution with the field intensity is explainedusing a thermodynamic analysis. In both grades, the ferrite phase is found to be stabilized at higher temperaturetogether with a coarse grains microstructure during recrystallization and growth in high field. Soft magneticproperties are also improved by the application of a magnetic field both in the Fe-Co27% and Fe-Co49%-V2%alloys by a field induced Goss texture enhancement and an extended field induced anisotropy respectively.In the Fe – 80%Ni composition the use of high magnetic field during processing (up to 7T) is found toimprove the magnetic induced anisotropy and to tailor the hysteresis loop shape. The dynamic magneticbehavior is greatly improved by high field annealing.These significant results support the idea that introducing the magnetic field application into conventionalmaterials processing is a promising way to improve material properties

Les aciers inoxydables superduplex sont des alliages à hautes performances qui combinent de hautes propriétés mécaniques à une excellente résistance à la corrosion par piqûres et sous contraintes. La conception de nouvelles nuances aux propriétés améliorées nécessite le contrôle de la microstructure et des transformations de phases survenant au cours du procédé de fabrication. En particulier, une succession d’étapes de déformation par laminage donnent aux phases la morphologie typique des aciers duplex laminés, une alternance de bandes de ferrite (δ) et d’austénite (γ). A l’issue du laminage à froid, un recuit à une température de l’ordre de 1100°C confère à l’alliage les propriétés recherchées. A cette température, les deux phases sont en proportions équivalentes, mais la microstructure en bandes évolue en une structure plus équiaxe et plus épaisse en quelques dizaines de secondes. Les mécanismes entraînant ces évolutions microstructurales lors d’un recuit ont été étudiés dans ces travaux de thèse. Un acier inoxydable superduplex modèle Fe-Cr-Ni-Mo-N a été produit par un procédé semi-industriel et fourni sous la forme de tôles laminées à froid. Sa microstructure a été étudiée à l’issue de recuits isothermes effectués à une température comprise entre 1060 et 1180°C jusqu’à 300 s. L’équilibre thermodynamique des fractions des phases est atteint au cours des premières dizaines de secondes de maintien en température. Un épaississement global de la microstructure et un amincissement local des bandes ont été mis en évidence. Ces amincissements sont induits par le mouillage des joints de grains émergeant aux interfaces austénite-ferrite similairement à la théorie de gravure thermique de sillons et peuvent conduire au fractionnement. La coalescence de la microstructure a également été identifiée par une analyse quantitative. Ces modèles décrivent l’évolution de morphologies idéales sous l’effet de forces de capillarité. La morphologie complexe des phases de l’alliage superduplex donne lieu à des hétérogénéités morphologiques lors du recuit. Les joints de macles Σ3 (&lt;111&gt;, 60°) présents dans l’austénite sont faiblement énergétiques et sont peu affectés par la gravure thermique de sillons. Cependant, les différences d’énergie entre joints de grains n’expliquent pas l’ensemble des hétérogénéités observées, et la morphologie des interfaces à l’état initial s’est révélée prépondérante. Grâce à une collaboration, un outil de simulation numérique par champs de phases a été actualisé pour modéliser l’évolution d’interfaces austénite/ferrite de diverses morphologies au cours d’un recuit. D’une part, le fractionnement d’une particule cylindrique par le mouillage d’un joint de grains est plus rapide que celui d’une particule plate. D’autre part, le mouillage d’un joint de grains crée de nouvelles interfaces courbes sujettes à une évolution par coalescence. La double interaction du mouillage des joints de grains et de la coalescence entraîne une évolution rapide de la microstructure. L’interaction de joints de grains voisins rend possible la stabilisation locale d’une interface, mais la coalescence de la microstructure se poursuit en raison des différences de courbure qui existent entre les interfaces d’une même bande, et celles de bandes voisines<br>Superduplex stainless steels are high-performance stainless steel grades that combine great specific mechanical properties with an excellent resistance to pitting and stress corrosion cracking. The design of new grades with improved properties requires the control of the microstructure and phase transformations occurring during the manufacturing process. Particularly, the rolling steps impart to the alloy the so-called duplex structure, a fine layered microstructure made of two phases, ferrite (δ) and austenite (γ). After the cold-rolling step, an annealing treatment performed at a temperature close to 1100°C give the alloy desired properties. At this temperature, both phases are present in comparable proportions in the alloy, however the layered microstructure evolves towards a more equiaxed and thicker structure within a few tens of seconds. The mechanisms leading to these microstructural evolutions during annealing was studied in this work. A model Fe-Cr-Ni-Mo-N superduplex stainless steel was produced by a semi-industrial process and supplied in the form of cold-rolled sheets. Its microstructure was studied after isothermal annealing treatments performed within a temperature range of 1060-1180°C up to 300 s. The phase fractions reached the thermodynamic equilibrium during the first tens of seconds of the temperature steady state. A global thickening of the microstructure and a local thinning of the bands were identified. The local thinning was found located at the grain boundaries emerging at austenite-ferrite interfaces similarly to the thermal grain boundary grooving theory, it may also induce fractioning of the phases. Microstructure coarsening was also evidenced by a quantitative analysis. These two models describe the evolution of ideal morphologies due to capillarity. However, the complex morphology of the phases of the superduplex alloy give rise to morphological heterogeneities during annealing. The low energetic austenitic twin boundaries Σ3 (&lt;111&gt;, 60°) are not affected by thermal grooving. However, differences in grain boundary energy do not explain all the observed heterogeneities, and the morphology of the interfaces in their initial state has proved to be predominant. Through a collaboration, a phase field numerical simulation tool was upgraded to model the evolution of austenitic/ferritic interfaces of various morphologies during annealing. On the one hand, the splitting of a cylindrical particle by grain boundary grooving was found faster the one of a plate. On the other hand, the grain boundary grooving creates additional curved interfaces subject to coarsening. The double interaction of grain boundary grooving and coarsening leads to a rapid evolution of the microstructure. The interaction of neighboring grain boundaries can locally stabilize an interface, but the microstructure coarsening continues due to the curvature differences that exist between interfaces of a same band and those of adjacent bands

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

Rappel de généralités sur l'analyse de la diffusion diffuse dans le cas d'un alliage binaire. Description détaillée de l'appareillage. Présentation des résultats des mesures de diffusion diffuse sur l'échantillon Au(70)Cu(30) recuit près de la température de transition ordre-désordre. Mesures de la résistivité et de l'allongement sous contrainte axiale, par diffusion diffuse. Etudes à partir de ces mesures, des cinétiques de mise en ordre local dans les alliages Au(75)Cu(25), Au(70)Cu(30) et Au(65)Cu(35). Analyse du rôle des lacunes.

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.

Des couches minces dielectriques polycristallines d'oxyde de magnesium mgo, denses et transparentes, ont ete elaborees a 400 c pour des applications dans les ecrans plasma. Elles ont ete obtenues grace a la realisation et a l'optimisation d'un appareillage de depot utilisant la technique cvd assistee par aerosol et permettant le depot sur de grandes surfaces (400 cm#2) avec un taux d'uniformite en epaisseur d'environ 90%. Le controle de l'orientation preferentielle des couches de mgo a ete realise en utilisant differents systemes solvant-precurseur conduisant a des vitesses de croissance variant a 400 c dans une large gamme et induisant de tres fortes orientations suivant <200> ou <111>. Les caracterisations analytiques (xps, aes, rbs) revelent la presence de defauts electroniques de type o, l'incorporation de carbone dans les couches minces ainsi que leur stoechiometrie en volume. D'autres couches minces dielectriques ont ete elaborees par co-depot de mgo avec de l'aluminium, du calcium ou du cesium. Les proprietes electriques des couches minces de mgo ont ete etudiees par spectroscopie d'impedance complexe sur des heterostructures si/mgo/al en fonction de la temperature (t< 500k) et de recuits post-depot a 400 c sous o#2 et ar/h#2. L'influence de ces parametres sur la resistivite a 300 k (10#1#1. Cm) est coherente avec les mecanismes, observes sur les monocristaux, de conduction controlee par des porteurs o de type p formes par la mise en solution solide de traces d'eau et de carbone lors de l'elaboration. Les differentes couches minces synthetisees ont ete integrees dans des ecrans plasma monochromes et couleurs. Leurs caracteristiques de fonctionnement ont ete correlees avec les proprietes microstructurales et electriques etudiees.

La céramique spinelle oxynitrure d'aluminium et de magnésium est obtenue transparente dans le visible et l'infra-rouge par frittage réactif d'un mélange de poudres d'alumine, nitrure d'aluminium et oxyde de magnésium. L'oxynitrure d'aluminium et de magnésium se forme par réaction en phase solide entre une structure spinelle hôte (aluminate de magnésium ou oxynitrure d'aluminium) et du nitrure d'aluminium ou de l'oxyde de magnésium. Son apparition est généralement effective au dessus de 1350 0c mais peut être observée a 1200c (par réaction oxyde de magnésium oxynitrure d'aluminium). La présence de nitrure d'aluminium induit le départ d'espèces gazeuses magnésium et azote par réaction avec l'oxyde de magnésium ou l'aluminate de magnésium. Ces départs affaiblissent les teneurs en azote et de magnésium de la solution solide et modifient la microstructure. Mais ce départ peut être limite en utilisant un environnement stabilisateur constitue d'oxyde de magnésium et de nitrure d'aluminium. La microstructure des matériaux est étroitement liée aux matières premières. Un caractère binodal est note lorsque la structure hôte spinelle aluminate de magnésium est présente au départ alors qu'une taille de grains fins et homogènes est observée si le spinelle hôte est forme in situ. Des recuits successifs en dessous de 1750c ne modifient que légèrement la taille des grains. Une post compression isostatique à chaud est nécessaire pour éliminer la fine porosité résiduelle et l'évolution microstructurale différé selon les matières premières, les conditions de pré-traitement par frittage sous charge et la température de post compression isostatique à chaud

Scleractinian corals increasingly are studied as geochemical archives of modern- and palaeoclimate, but microsampling for geochemical data is complicated by: 1) the microstructural complexity and spatial variability in skeletal growth in different coral genera; and 2) the rapidity and scale of diagenetic alteration that occurs in living coralla. Geochemical sampling techniques now have spatial resolution into the sub-micrometer to tens of micrometers range, and it is hoped that the spatial resolution can be translated to temporal resolution. This study investigated the effects on geochemical analyses imposed by microstructure and diagenesis in different live-collected coral genera representing somewhat different depositional environments. Suites of samples of four reef-building genera (Acropora, Pocillopora, Goniastrea and Porites) were collected from three adjacent environments in intertidal and subtidal positions near the reef edge at Heron Reef, Great Barrier Reef and studied by means of optical and scanning electron microscopy, combined with vibrational and energy dispersive spectroscopy. The first section of this study compares and documents the microstructure of the four coral genera. Each genus was found to have very different three-dimensional arrangements of microstructural elements, and a new general growth model was proposed for Acropora, to take into account differences in the timing of precipitation of trabeculae and thickening deposits. The results highlight the complexity and spatial variability of skeletal growth in different coral genera. Because microstructural patterns vary in different genera, direct observation of microstructural elements and growth lines are necessary to allow geochemical microsamples to be placed into series that represent temporal sequences with known degrees of time averaging. Coral growth rates (i.e., rates of extension) are discussed to determine the range of temporal relationships that exist between closely spaced skeletal microstructural elements. Such data are necessary in order for coral skeletogenesis to be understood and are critical for constraining microsampling strategies aimed at developing true time series geochemical data at very fine spatial and temporal scales. The second part of the study focused on early diagenetic alteration of the corals, which is an equally important concern for geochemical analysis. Early marine diagenesis was documented in the same live-collected samples of the four common reef-building coral genera. Samples show extensive early marine diagenesis where parts of the coralla less than three years old contain abundant macro- and microborings (sponges, algae, cyanobacteria and fungi) and significant amounts of aragonite, high-Mg calcite, low-Mg calcite and brucite [Mg(OH)2] cements. Many of the cements are associated with microendoliths and endobionts that inhabit recently abandoned parts of the skeleton. The cements are problematic for palaeoclimate reconstruction because geochemical proxies used for paleoclimate studies are meant to reflect ambient seawater chemistry and conditions, but the occurrence of brucite and low-Mg calcite demonstrates how far fluid chemistry in microenvironments within the corals has evolved from ambient seawater. Some Porites lobata specimens have had as much as 60% of the most recently deposited skeletal aragonite (i.e., the part of the skeleton that projects into the layer of living polyps) bored and replaced by low-Mg calcite cement. The low-Mg calcite cement has significantly different trace element ratios (Sr/Ca(mmol/mol) = 6.3 ± 1.4; Mg/Ca(mmol/mol) = 12.0 ± 5.1) than the host coral skeletal aragonite (Sr/Ca(mmol/mol) = 9.9 ± 1.3; Mg/Ca(mmol/mol) = 4.5 ± 2.3), thus providing a serious challenge for Sr/Ca or Mg/Ca based sea surface temperature calculations. This study illustrates that many diagenetic changes that can radically alter important geochemical characteristics of coral skeleton occur very early on the sea floor (i.e., while corals are still alive). Documented cements altered trace element inventories (e.g., Sr and Mg), thus, interfering with the use of those elements in palaeotemperature calculations. Hence, significant diagenetic changes that jeopardise palaeoclimate data do not require long-term diagenesis or meteoric exposure. Some of the diagenetic changes (e.g., calcite filled borings) occur at scales that are very difficult to detect short of visual inspection using SEM. Hence, vetting of coral samples with SEM is required before any sample is subjected to geochemical analysis.

Scleractinian corals increasingly are studied as geochemical archives of modern- and palaeoclimate, but microsampling for geochemical data is complicated by: 1) the microstructural complexity and spatial variability in skeletal growth in different coral genera; and 2) the rapidity and scale of diagenetic alteration that occurs in living coralla. Geochemical sampling techniques now have spatial resolution into the sub-micrometer to tens of micrometers range, and it is hoped that the spatial resolution can be translated to temporal resolution. This study investigated the effects on geochemical analyses imposed by microstructure and diagenesis in different live-collected coral genera representing somewhat different depositional environments. Suites of samples of four reef-building genera (Acropora, Pocillopora, Goniastrea and Porites) were collected from three adjacent environments in intertidal and subtidal positions near the reef edge at Heron Reef, Great Barrier Reef and studied by means of optical and scanning electron microscopy, combined with vibrational and energy dispersive spectroscopy. The first section of this study compares and documents the microstructure of the four coral genera. Each genus was found to have very different three-dimensional arrangements of microstructural elements, and a new general growth model was proposed for Acropora, to take into account differences in the timing of precipitation of trabeculae and thickening deposits. The results highlight the complexity and spatial variability of skeletal growth in different coral genera. Because microstructural patterns vary in different genera, direct observation of microstructural elements and growth lines are necessary to allow geochemical microsamples to be placed into series that represent temporal sequences with known degrees of time averaging. Coral growth rates (i.e., rates of extension) are discussed to determine the range of temporal relationships that exist between closely spaced skeletal microstructural elements. Such data are necessary in order for coral skeletogenesis to be understood and are critical for constraining microsampling strategies aimed at developing true time series geochemical data at very fine spatial and temporal scales. The second part of the study focused on early diagenetic alteration of the corals, which is an equally important concern for geochemical analysis. Early marine diagenesis was documented in the same live-collected samples of the four common reef-building coral genera. Samples show extensive early marine diagenesis where parts of the coralla less than three years old contain abundant macro- and microborings (sponges, algae, cyanobacteria and fungi) and significant amounts of aragonite, high-Mg calcite, low-Mg calcite and brucite [Mg(OH)2] cements. Many of the cements are associated with microendoliths and endobionts that inhabit recently abandoned parts of the skeleton. The cements are problematic for palaeoclimate reconstruction because geochemical proxies used for paleoclimate studies are meant to reflect ambient seawater chemistry and conditions, but the occurrence of brucite and low-Mg calcite demonstrates how far fluid chemistry in microenvironments within the corals has evolved from ambient seawater. Some Porites lobata specimens have had as much as 60% of the most recently deposited skeletal aragonite (i.e., the part of the skeleton that projects into the layer of living polyps) bored and replaced by low-Mg calcite cement. The low-Mg calcite cement has significantly different trace element ratios (Sr/Ca(mmol/mol) = 6.3 ± 1.4; Mg/Ca(mmol/mol) = 12.0 ± 5.1) than the host coral skeletal aragonite (Sr/Ca(mmol/mol) = 9.9 ± 1.3; Mg/Ca(mmol/mol) = 4.5 ± 2.3), thus providing a serious challenge for Sr/Ca or Mg/Ca based sea surface temperature calculations. This study illustrates that many diagenetic changes that can radically alter important geochemical characteristics of coral skeleton occur very early on the sea floor (i.e., while corals are still alive). Documented cements altered trace element inventories (e.g., Sr and Mg), thus, interfering with the use of those elements in palaeotemperature calculations. Hence, significant diagenetic changes that jeopardise palaeoclimate data do not require long-term diagenesis or meteoric exposure. Some of the diagenetic changes (e.g., calcite filled borings) occur at scales that are very difficult to detect short of visual inspection using SEM. Hence, vetting of coral samples with SEM is required before any sample is subjected to geochemical analysis.

Dans ce travail, nous avons amélioré un modèle de diffusion des défauts ponctuels (lacunes et interstitiels) en introduisant les hétéro-interstitiels. Ce modèle permet ainsi de simuler par Monte Carlo cinétique (MCC) la formation d’amas riches en solutés observés expérimentalement dans des alliages modèles ferritiques irradiés de type Fe – Cu MnNiSiP – C.Des calculs de structure électronique nous ont permis de caractériser les interactions existant entre les interstitiels et les différents atomes de solutés et aussi le carbone. Le P interagit avec les lacunes et très fortement avec l'interstitiel, le Mn interagit également avec l’interstitiel pour former un dumbbell mixte. Le C, en position octaédrique, interagit fortement avec la lacune et plus faiblement avec l'interstitiel. Les énergies de liaison, de migration ainsi que d’autres propriétés à l’échelle atomique, déterminées par calculs ab initio, nous ont conduits à un jeu de paramètres pour le code de MCC. Dans un premier temps, ces paramètres ont été optimisés sur des expériences, de la littérature, de recuits isochrones d’alliages binaires préalablement irradiés aux électrons. Les simulations de recuit isochrone, en reproduisant les tendances observées expérimentalement, nous ont permis d'associer précisément un mécanisme à chacune des évolutions de la résistivité au cours du recuit. Par ailleurs, les limites de solubilité des différents éléments ont été déterminées par Monte Carlo Metropolis. Dans un second temps, nous avons simulé l’évolution à 300 °C de la microstructure sous irradiation dans des alliages de complexité croissante : fer pur, alliages binaires, ternaires, quaternaires, et enfin alliages complexes de compositions proches de celle de l'acier de cuve. L'ensemble des simulations montrent que le modèle reproduit globalement les tendances des résultats expérimentaux, ce qui a permis de proposer des mécanismes pour expliquer les différents comportements observés<br>In this work, we have improved a diffusion model for point defects (vacancies and self-interstitials) by introducing hetero-interstitials. The model has been used to simulate by Kinetic Monte Carlo (KMC) the formation of solute rich clusters that are observed experimentally in irradiated ferritic model alloys of type Fe – CuMnNiSiP – C.Electronic structure calculations have been used to characterize the interactions between self-interstitials and all solute atoms, and also carbon. P interacts with vacancies and strongly with self-interstitials. Mn also interacts with self-interstitials to form mixed dumbbells. C, with occupies octahedral sites, interacts strongly with vacancies and less with self-interstitials. Binding and migration energies, as well as others atomic scale properties, obtained by ab initio calculations, have been used as parameters for the KMC code. Firstly, these parameters have been optimized over isochronal annealing experiments, in the literature, of binary alloys that have been electron-irradiated. Isochronal annealing simulations, by reproducing experimental results, have allowed us to link each mechanism to a single evolution of the resistivity during annealing. Moreover, solubility limits of all the elements have been determined by Metropolis Monte Carlo. Secondly, we have simulated the evolution at 300 °C of the microstructure under irradiation of different alloys of increasing complexity: pure Fe, binary alloys, ternaries, quaternaries, and finally complex alloys which compositions are close to those of pressure vessel steels. The results show that the model globally reproduces all the experimental tendencies, what has led us to propose mechanisms to explain the behaviours observed

Les mécanismes de solidification dans les alliages Fe#7#5Al#2#5 et Fe#7#5#-#xAl#2#5B#x#(#0#,#0#5#-#1#) (pds%) élaborés par trempe de coulée plane sur roue sont analyses, nous dégageons l'influence des paramètres d'élaboration sur la microstructure finale des rubans (taille et forme des grains, structure dendritique, texture). Les structures de solidifications sont interprétées a l'aide d'un modèle thermique simulant le refroidissement et la solidification des alliages Fe#7#5Al#2#5 dans la flaque; entre autre, nous étudions avec précision les contributions du coefficient de transfert thermique sur la germination, la recalescence, et la déstabilisation du front de solidification. Par ailleurs, des mesures pyrométriques réalisées a la surface des rubans pendant la trempe ainsi qu'une étude de recuits a hautes températures, expliquent l'influence de l'atmosphère sur la microstructure finale des rubans, les rubans élaborés sous vide subissant une importante croissance des grains a l'état solide dans l'atmosphère de trempe des leur décollement de la roue. De façon générale, les rubans présentent une zone de grains equiaxes cote roue surmontée d'une couche de grains colonnaires débouchant cote libre. L'épaisseur de la zone équiaxe par rapport a celle de la zone colonnaire augmente avec l'épaisseur du ruban et diminue quand on rajoute du bore. Ces résultats sont discutes a l'aide du modèle théorique

La thèse est inscrite au sein du projet ASTRID, qui est un démonstrateur technologique pour les réacteurs de quatrième génération (Gen-IV). Le premier matériau choisi pour constituer les gaines de cœur est un acier inoxydable austénitique stabilisé au titane (type 15Cr-15Ni Ti). L’écrouissage à froid des gaines permet la précipitation de nano-carbures de titane en service sur les dislocations, retardant ainsi les phénomènes de restauration par effet d’épinglage. En conditions accidentelles (T &gt; 650°C), et plus particulièrement dans le cas d’une perte de réfrigérant primaire, le comportement en fluage de ces gaines est très mal connu. L’objectif des travaux de thèse est donc de déterminer les mécanismes de déformation et de rupture en fluage, entre 650°C et 950°C, de cet acier à l’état non irradié.Dans un premier temps, les microstructures d’échantillons après différents recuits ont été comparées afin d’étudier l’influence de la température sur les évolutions métallurgiques. L’étude de la précipitation et des cinétiques de restauration et de recristallisation, ont permis de dresser les évolutions microstructurales sans charge appliquée.En plus d’étudier le comportement en fluage uniaxial de l’acier à haute température, les caractérisations des éprouvettes après essais ont permis de déterminer les évolutions microstructurales au cours et après essais de fluage (contributions simultanées de la température et de la contrainte). La comparaison avec les microstructures obtenues après recuits a mis en évidence une accélération de la cinétique de recristallisation sous charge, rendant l’effet de la contrainte sur ces évolutions non négligeable.Après fluage sous air aux plus basses températures (650°C et 750°C), les fractographies présentent une rupture globalement transgranulaire avec certaines zones intergranulaires. Après fluage sous vide secondaire à plus hautes températures (850°C et 950°C), un fort amincissement des éprouvettes et une striction quasiment complète dans l’épaisseur ont été observés. Ce fort amincissement se traduit par un alignement de cupules, caractéristique de ruptures 100% ductiles à très haute température<br>The ASTRID project aims at designing a fast-reactor prototype for the 4th generation of nuclear power plants. The material to be used for fuel cladding is a cold-worked austenitic stainless steel stabilized with titanium (15Cr-15Ni Ti type) and optimized in minor elements. This material was developed to limit recovery and irradiation-induced swelling and to improve microstructural stability and mechanical properties in normal operating conditions. In case of incidental situations (irradiation temperature &gt; 650°C), the cladding might rapidly reach higher temperatures up to 950°C where its stability could be affected. The present work aims at improving knowledge and understanding of the microstructural evolution and creep behaviour of this steel at these temperatures (650°C-950°C).Microstructural characterizations of thermally-aged samples have been performed in order to study the effect of temperature on metallurgical evolutions (precipitation, recovery and recrystallization). A phenomenological model including recovery and recrystallization processes was set up to reproduce hardness measurements versus ageing time and temperatures.Isothermal creep tests up to 950°C under a wide range of stress levels allowed investigation of viscoplastic flow, microstructural evolution under stress and damage/failure processes. In order to evaluate the effect of high-temperature loading, microstructural characteristics of stress-free thermally-aged samples were compared with post-mortem examinations of creep specimens.At 650°C and 750°C the value of stress exponent is higher than 7. The main deformation mechanism during creep test is power-low creep, which is consistent with the results found in the literature.Beyond 850°C, the increase in dislocation mobility promotes recovery and recrystallization processes. As a consequence, a competition between work hardening due to viscoplastic deformation and softening due to dynamic recovery takes place. At 950°C, viscoplastic flow is strongly affected by recrystallization during creep test, especially in the tertiary stage. The comparison between microstructures of crept specimens and stress-free, thermally-aged samples leads to the conclusion that the recrystallization kinetics is accelerated by application of a mechanical loading.As for the fracture behaviour, creep tests under air environment at lower temperatures (650°C-750°C), led to predominating ductile fracture but some intergranular zones were observed on fracture surfaces. Creep tests under high vacuum at higher temperatures (850°C-950°C) lead to a high fracture elongation with a reduction of area up to 100%

This thesis studies the trading of the Chinese American Depositories Receipts (ADRs) and their respective underlying H shares issued in Hong Kong. The primary intention of this work is to investigate the arbitrage opportunity between the Chinese ADRs and their underlying H shares. This intention is motivated by the market observation that hedge funds are often in the top 10 shareholders of these Chinese ADRs. We start our study from the origin place of the Chinese ADRs, China’s stock market. We pay particular attention to the ownership structure of the Chinese listed firms, because part of the Chinese ADRs also listed A shares (exclusively owned by the Chinese citizens) in Shanghai. We also pay attention to the market microstructures and trading costs of the three China-related stock exchanges. We then proceed to empirical study on the Chinese ADRs arbitrage possibility by comparing the return distribution of two securities; we find these two securities are different in their return distributions, and which is due to the inequality in the higher moments, such as skewness, and kurtosis. Based on the law of one price and the weak-form efficient markets, the prices of identical securities that are traded in different markets should be similar, as any deviation in their prices will be arbitraged away. Given the intrinsic property of the ADRs that a convenient transferable mechanism exists between the ADRs and their underlying shares which makes arbitrage easy; the different return distributions of the ADRs and the underlying shares address the question that if arbitrage is costly that the equilibrium price of the security achieved in each market is affected mainly by its local market where the Chinese ADRs/the underlying Hong Kong shares are traded, such as the demand for and the supply of the stock in each market, the different market microstructures and market mechanisms which produce different trading costs in each market, and different noise trading arose from asymmetric information across multi-markets. And because of these trading costs, noise trading risk, and liquidity risk, the arbitrage opportunity between the two markets would not be exploited promptly. This concern then leads to the second intention of this work that how noise trading and trading cost comes into playing the role of determining asset prices, which makes us to empirically investigate the comovement effect, as well as liquidity risk. With regards to these issues, we progress into two strands, firstly, we test the relationship between the price differentials of the Chinese ADRs and the market return of the US and Hong Kong market. This test is to examine the comovement effect which is caused by asynchronous noise trading. We find the US market impact dominant over Hong Kong market impact, though both markets display significant impact on the ADRs’ price differentials. Secondly, we analyze the liquidity effect on the Chinese ADRs and their underlying Hong Kong shares by using two proxies to measure illiquidity cost and liquidity risk. We find significant positive relation between return and trading volume which is used to capture liquidity risk. This finding leads to a deeper study on the relationship between trading volume and return volatility from market microstructure perspective. In order to verify a proper model to describe return volatility, we carry out test to examine the heteroscedasticity condition, and proceed to use two asymmetric GARCH models to capture leverage effect. We find the Chinese ADRs and their underlying Hong Kong shares have different patterns in the leverage effect as modeled by these two asymmetric GARCH models, and this finding from another angle explains why these two securities are unequal in the higher moments of their return distribution. We then test two opposite hypotheses about volume-volatility relation. The Mixture of Distributions Hypothesis suggests a positive relation between contemporaneous volume and volatility, while the Sequential Information Arrival Hypothesis indicates a causality relationship between lead-lag volume and volatility. We find supportive evidence for the Sequential Information Arrival Hypothesis but not for the Mixture of Distributions Hypothesis.

Thesis (Ph. D.)--University of Wisconsin--Madison, 1994.<br>Typescript. eContent provider-neutral record in process. Description based on print version record. Includes bibliographical references (leaves 166-178).