Thèses : « Acier martensitique »

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Klosak, Maciej Klepaczko Janusz Lodygowski Tomasz. « Simulations numériques de la localisation plastique dans les aciers martensitiques charges par impact ». [S.l.] : [s.n.], 1999. ftp://ftp.scd.univ-metz.fr/pub/Theses/1999/Maciek.Klosak.SMZ9918.pdfhttp.

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Hugues, Jonathan. « Vieillissement thermomécanique d'un acier inoxydable martensitique à durcissement structural ». Thesis, Toulouse, INPT, 2014. http://www.theses.fr/2014INPT0068/document.

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Résumé :

Les aciers martensitique inoxydables à durcissement structural sont un des matériaux constitutifs des mats réacteurs d'avion. Cette pièce est soumise aussi bien à des contraintes mécaniques qu'à des contraintes thermiques. Cette dernière engendre le vieillissement de ces aciers, du fait de la présence d'une lacune de miscibilité dans le diagramme Fe-Cr. Deux mécanismes sont possibles dans cette lacune de miscibilité, la précipitation d'une phase riche en chrome α' ou une démixtion suivant un mécanisme de décomposition spinodale. Cette thématique est l'objet du projet PREVISIA financé par l'ANR, dont cette thèse fait partie. Des vieillissements ont été effectués sur l'acier 15 5 PH jusqu'à 15 000 h afin d'étudier la cinétique de vieillissement par décomposition spinodale et son effet sur les propriétés mécaniques de l'alliage en traction, résilience et ténacité. Le vieillissement de l'acier engendre ainsi un durcissement et une fragilisation de l'alliage. De plus, des analyses microstructurales ont permis de mettre en lumière les différents stades de vieillissement, qui correspondent aussi bien à la décomposition spinodale qu'à un complément de phase durcissante. La dureté permet aussi bien de suivre le niveau de vieillissement de l'acier que de déterminer les différentes phases de durcissement. L'effet d'une contrainte appliquée tout au long du vieillissement sur la cinétique de vieillissement a été étudié. Une contrainte de type traction semble ainsi augmenter pour des contraintes élevées le durcissement induit par le complément de précipitation de la phase durcissante, mais aussi accélérer le vieillissement sur les temps de vieillissement plus longs. Une analyse multi échelle est ainsi proposée afin d'expliquer ces différents résultats
Precipitation hardened martensitic stainless steels are constitutive of aircraft pylons. During there lifetime , these parts are subjected to mechanical loading and work in temperature. This last induces embrittlement of the steels, because of the miscibility gap in the Fe-Cr phase diagram. Two mechanisms are possible to lead to the demixing of the matrix, either precipitation of α', a chromium rich phase, or spinodal decomposition mechanism. This phenomena is the topic of the project PREVISIA, funded by the ANR, this work is part of. Long term agings have been performed on 15 5 PH stainless steel up to 15 000 hours in order to study the aging kinetic and its effect on the mechanical properties in tensile, resilience and toughness. An embrittlement of the alloy is observed. Furthermore, microstructural analyses have been conducted and lead to the definition of different stages of long term aging corresponding to spinodal decomposition and complementary precipitation of hardening phase. Hardness tests is a usefull tool in order to follow the aging and to detect the different stages of aging. The effect of a stress applied during the long term aging has been studied. A tensile stress seems to have an influence on the complementary precipitation of the hardening phase and to increase the rate of hardening. A multi-scale analysise is proposed in order to explain all these results

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Couvreur-Bigeon, Catherine. « Mécanismes de plasticité cyclique d'aciers inoxydables martensitiques 12% Cr alliés à l'azote ». Lille 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LIL10015.

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Résumé :

Le domaine d'utilisation des aciers inoxydables martensitiques 12% cr s'est élargi grâce à l'introduction massive d'azote dans ces aciers. En service, ces matériaux subissent d'importantes sollicitations thermomécaniques. La connaissance de leur comportement en fatigue apparaît indispensable. Le principal objectif de ce travail est de comprendre l'influence de la composition chimique sur le comportement mécanique en fatigue à température ambiante et la plasticité cyclique d'aciers martensitiques type 12% cr. Dans le cas présent, l'étude du rôle de l'azote ne peut se faire sans considérer celui du silicium dont la présence est inhérente aux méthodes d'élaboration. Nous proposons de déterminer les paramètres et mécanismes qui gouvernent l'endommagement d'aciers à structure martensitique en lattes. Les modifications microstructurales profondes observées lors de l'échange partiel du carbone par de l'azote dans des nuances type 12% cr provoquent une augmentation des niveaux de contrainte, une modification de l'endommagement en surface et de l'arrangement des dislocations. Les observations réalisées en microscopies électroniques à balayage et en transmission permettent d'établir un lien clair entre l'endommagement en surface et la localisation de la déformation plastique pour chaque nuance d'aciers étudiée. Le comportement en fatigue des nuances à l'azote est fortement influence par la présence de silicium. L'augmentation de la teneur en cet élément provoque une élévation importante des contraintes, un endommagement en surface réduit et un arrangement plus difficile des dislocations en cellules. La présence du silicium augmente fortement les valeurs des contraintes effectives, ce qui indique une modification des interactions à courte distance. Des mesures d'énergie de déformation plastique cyclique reliées aux structures de dislocations observées dans les nuances à l'azote permettent de proposer un mode d'endommagement graduel des lattes de martensite. Une relation comportement mécanique-microstructure est alors possible.

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Mangin, Marlène. « Etude de la corrosion par piqûres de quelques aciers inoxydables martensitiques en solution chlorurée ». Besançon, 1988. http://www.theses.fr/1988BESA2014.

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A partir des caracteristiques electrochimiques de la corrosion par piqures des aciers inoxydables, mise au point d'une methode d'etude basee sur la mesure du potentiel de rupture e::(r) en mode potentiodynamique. Application a l'etude du comportement et a la classification de differentes nuances d'acier inoxydable martensitique a 13% de chrome. Mise en evidence de l'influence des inclusions presentes dasn l'acier sur sa piquration

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Deltort, Bruno. « Étude expérimentale et numérique du cisaillement adiabatique dans un acier martensitique ». Paris, ENMP, 1993. http://www.theses.fr/1993ENMP0465.

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Résumé :

Le present travail concerne l'etude thermo-mecanique du cisaillement adiabatique. Dans la premiere partie, la loi de comportement thermo-visco-plastique d'un acier martensitique de type 35 ncd 16 est determinee. Pour l'etablir, de nombreux essais ont ete necessaires sous sollicitations statique et dynamique. Une methode inverse a ensuite ete utilisee pour identifier les differents coefficients intervenant dans le modele. Pour generer des bandes de cisaillement adiabatique, deux methodes experimentales ont ete mises en uvre. La premiere, tres classique, utilise un dispositif de barres de torsion dynamique. La seconde emploie un montage place entre des barres de compression dynamique de type hopkinson, qui cree les bandes de cisaillement par poinconnage. Parallelement, des releves de temperature ont ete faits suivant la generatrice des eprouvettes de torsion. Une technique de pyrometrie infrarouge a ete utilisee afin de determiner l'emission infrarouge a la surface de l'echantillon. Le systeme experimental est base sur un detecteur 16 voies couplees a 16 fibres optiques, permettant de disposer d'autant de mesures independantes. Des temperatures relativement importantes ont ete mesurees, superieures a 750c. Une approche numerique des essais de torsion a ete effectuee a partir d'un modele en cisaillement simple avec ou sans effet d'inertie. L'utilisation d'un modele par differences finies a permis d'identifier l'incidence de differents parametres sur l'apparition, la propagation et la stabilite des bandes de cisaillement adiabatique. L'utilisation d'un code de calculs par elements finis a permis de developper un modele bi-dimensionnel de propagation de bandes a partir d'un defaut localise, toujours base sur un cisaillement simple. Une correlation simulation-experience met en avant le probleme lie a la determination de la taille initiale du defaut dans la structure

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Giroux, Pierre-François. « Experimental study and simulation of cyclic softening of tempered martensite ferritic steels ». Paris, ENMP, 2011. http://www.theses.fr/2011ENMP0087.

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Résumé :

Inscrit au sein d'un grand projet aboutissant à la mise en œuvre des réacteurs nucléaires de génération IV, ce travail de thèse porte sur l'étude des aciers martensitiques revenus à 9 % de chrome. Actuellement utilisés pour des applications à haute température, notamment dans les centrales thermiques, ils présentent en fatigue et en fatigue-fluage un phénomène d'adoucissement mécanique et des évolutions microstructurales particulièrement prononcées : disparition de nombreux joints de sous-grains, baisse de la densité de dislocations, apparition et/ou grossissement de précipités et de nouvelles phases. Les objectifs principaux de cette thèse sont (i) d'établir expérimentalement une corrélation entre l'adoucissement mécanique des aciers à 9 % de chrome constaté en fatigue à 550 °C et l'évolution de leur microstructure au cours de ce type de sollicitation et (ii) de modéliser les mécanismes physiques de déformation afin de prédire le comportement mécanique de ces aciers sous chargement cyclique. Une étude des propriétés mécaniques en traction monotone et sous sollicitations cycliques à 550 °C a été conduite sur un acier de Grade 92 (9Cr-0,5Mo-1,8W-V-Nb). L'expertise des éprouvettes de traction suggère que l'adoucissement du matériau est principalement lié à une augmentation de la taille moyenne des sous-grains de plus de 15 % par rapport à l'état initial. L'étude de l'évolution de la contrainte macroscopique durant les essais cycliques montre que l'adoucissement du matériau est dû à la diminution de l'écrouissage cinématique. Les observations effectuées au MET montrent une augmentation de la taille moyenne des sous-grains comprise entre 65 et 95 % et une diminution de la densité de dislocations de plus de 50 % dans le matériau après les essais de fatigue, par rapport à l'état initial. Un modèle auto-cohérent à champs moyens fondé sur l'élastoviscoplasticité polycristalline, prédisant le comportement mécanique macroscopique du matériau et l'évolution microstructurale au cours de la déformation est proposé. En décrivant les mécanismes de déformation à partir d'observations microstructurales, le modèle utilise seulement deux paramètres ajustables (énergie et volume d'activation) liés aux mécanismes de déformation viscoplastique. Les valeurs de l'ensemble des autres paramètres sont fixées grâce à des mesures expérimentales ou des calculs issus de la littérature. Le modèle prédit correctement l'adoucissement macroscopique et donne une bonne tendance des évolutions microstructurales au cours de la déformation. L'étude paramétrique montre une bonne stabilité des prédictions dès lors que les paramètres expérimentaux varient dans un intervalle de mesure physiquement acceptable. Enfin, quelques perspectives d'amélioration du modèle sont testées et des essais de torsion cyclique avec et sans contrainte moyenne sont simulés
The present work focuses on the high temperature mechanical behaviour of 9%Cr tempered martensite steels, considered as potential candidates for structural components in future Generation IV nuclear power plants. Already used for energy production in fossil power plants, they are sensitive to softening during high-temperature cycling and creep-fatigue. This phenomenon is coupled to a pronounced microstructural degradation: vanishing of subgrain boundaries, decrease in dislocation density, nucleation and/or growth of precipitates and new phases. This study aims at (i) linking the macroscopic cyclic softening of 9%Cr steels and their microstructural evolution during cycling and (ii) proposing a physically-based modelling of deformation mechanisms in order to predict the macroscopic mechanical behaviour of these steels during cycling. Mechanical study including uniaxial tensile tests and cycling at 550 °C was performed on a Grade 92 steel (9Cr-0,5Mo-1,8W-V-Nb). Examination of tensile specimens suggested that the physical mechanism responsible for softening is mainly the evolution of mean subgrain size, which increases by more than 15 % compared to the as-received state. The evolution of macroscopic stress during cycling shows that cyclic softening is due to the decrease in kinematic hardening. TEM observations highlighted that the mean subgrain size increases by 65 to 95 % while the dislocation density decreases by more than 50 % during cycling, compared to the as-received state. A self-consistent homogenization model based on polycrystalline elastoviscoplasticity, predicting the mechanical behaviour of the material and its microstructural evolution during deformation is proposed. This model takes the physical deformation mechanisms into account and only two adjustable parameters (activation energy and activation volume) linked to the viscoplastic deformation mechanisms are used. The value of other parameters were either experimentally measured or deduced from computations available in literature. The model correctly predicts the macroscopic softening behaviour and gives a good trend of the microstructural evolution during cycling. The parametrical study shows that the predictions of the model are rather stable with respect to the variation of the physically-based parameters. Finally, some hypotheses which permit us to improve the model are presented and torsion tests (with or without constant superimposed tensile stress) are modeled

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Cloué, Jean-Marc. « Justification de la tenue en service en milieu primaire rep d'un acier martensitique à durcissement structural ». ENSMP, 1998. http://www.theses.fr/1998ENMP0865.

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Le développement d'un nouvel assemblage de combustible nucléaire pour réacteur à eau pressurisée, a conduit à étudier de façon approfondie la métallurgie et le comportement en service de l'acier inoxydable martensitique à durcissement structural z 3 cnda 13-08. Ce travail s'est intéressé plus particulièrement aux phénomènes de vieillissement thermique et de fragilisation par l’hydrogène. Dans chaque cas, l’étude, par des essais mécaniques et examens microstructuraux, a tout d'abord mis en évidence les phénomènes, puis établi leurs conditions d'apparition et enfin, déterminé leurs conséquences sur les propriétés d'emploi de l'alliage. Les résultats acquis montrent qu'un maintien de longue durée dans la plage de températures 300-450\c conduit à un durcissement intense de l'acier. Cette augmentation de dureté s'effectue selon quatre étapes distinctes, et procède au départ, par une demixtion de la phase martensitique. Il est mis en évidence que l'application d'une contrainte accélère ce processus de vieillissement. Ceci entraîne, outre une augmentation des propriétés de résistance, un décalage important de la température de transition ductile-fragile. L'acier est sensible à l’hydrogène en milieu gazeux et aqueux. Une faible quantité d’hydrogène dissous réduit fortement la ductilité et affecte les propriétés de résistance et de plasticité. Il est montré cependant, qu'en présence d’hydrogène, la fragilité n’apparaît sur des feuillards, que dans des conditions d'essai très sévères (essais de traction lente), et se caractérise par du quasi-clivage. Le cycle de traitement de revenu influe également sur le comportement de l'acier. La quantification des phénomènes étudiés a permis, dans certains cas, de constituer des modèles physiques et phénoménologiques. Ces modèles sont explicites.

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Hamouche, Zehoua Guillot Ivan Auger Thierry. « Étude de la fragilisation des aciers T91 et 316L par l'eutectique plomb-bismuth liquide ». S. l. : Paris Est, 2008. http://doxa.scd.univ-paris12.fr:80/theses/th0412718.pdf.

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Sidoroff, Christine Vincent Alain Franciosi Patrick. « Analyse microstructurale et modélisation des évolutions dimensionnelles de l'acier 100Cr6 structures martensitique et bainitique / ». Villeurbanne : Doc'INSA, 2004. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=sidoroff.

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Bénéteau, Adeline Aeby-Gautier Elisabeth M. « Étude in situ des évolutions microstructurales d'un acier inoxydable martensitique à l'azote au cours d'une succession de traitements thermiques ». S. l. : INPL, 2007. http://www.scd.inpl-nancy.fr/theses/2007_BENETEAU_A.pdf.

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Bouhieda, Soraya. « Etude des premiers instants d'oxydation d'un acier ferrito-martensitique FE-12CR dans le CO2 ». Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00848596.

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Dans le cadre du développement des réacteurs nucléaires de 4ème génération et plus particulièrement du réacteur à neutrons rapides refroidi au sodium (SFR), le CO2 supercritique, dans un cycle de Brayton, a été identifié comme fluide potentiel en remplacement de la vapeur d'eau dans le cycle de conversion de l'énergie. Les aciers ferrito-martensitiques contenant 9 à 12 % en poids de Cr sont de bons candidats pour la réalisation d'échangeurs thermiques car ils présentent de bonnes propriétés mécaniques jusqu'à une température de 600°C, une forte conductivité thermique, un faible coefficient d'expansion thermique ainsi qu'un coût plus faible que celui des aciers austénitiques. Cependant, il a été montré que ces aciers forment une couche d'oxyde à croissance rapide et carburent fortement dans les conditions du circuit de conversion d'énergie (550°C, 250 bar).Cette étude a pour objectif d'étudier l'influence de différents paramètres (les impuretés présentes dans le CO2, les vitesses de rampe thermique ainsi que l'état de surface) sur le mécanisme d'oxydation d'un acier Fe-12Cr dans le CO2 à 550°C. Il est montré qu'en fonction de la valeur de ces paramètres, il est possible de former une couche d'oxyde fine protectrice en surface sans carburation. Un modèle permettant de rendre compte de l'ensemble des résultats expérimentaux est proposé.

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Sidoroff, Christine. « Analyse microstructurale et modélisation des évolutions dimensionnelles de l'acier 100Cr6 : structures martensitique et bainitique ». Lyon, INSA, 2002. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2002ISAL0005/these.pdf.

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Les roulements nécessitent l'utilisation d'aciers à hautes caractéristiques mécaniques alliants une bonne stabilité dimensionnelle à une grande dureté. Notre étude est consacrée à la mesure, la caractérisation microstructurale et la modélisation des évolutions dimensionnelles de l'acier à roulement 100Cr6, dans des états martensitiques et bainitiques, lors de maintiens isothermes. Expérimentalement, nous avons caractérisé les cinétiques d'évolutions dimensionnelles au cours de revenus isothermes dans le domaine 110 -240ʿC. Pour analyser ces cinétiques, une étude microstructurale par RX et MET a été réalisée, qui a permis de préciser les phases en présence à divers stades des sollicitations thermiques imposées. Enfin, nous avons approché les cinétiques d'évolution microstructurale de l'acier par mesure des variations du Pouvoir Thermo-Electrique, qui est très sensible aux défauts du cristal et en particulier à la teneur de carbone en solution solide. Ces analyses nous ont conduit à retenir deux mécanismes essentiels pour modéliser les évolutions dimensionnelles : la précipitation des carbures en deux stades, responsable de la contraction de la structure martensitique, et la décomposition de l'austénite résiduelle, entraînant une dilatation. La modélisation proposée pour l'estimation des variations dimensionnelles est fondée sur l'utilisation multi-échelle de diverses procédures d'homogénéisation en mécanique des solides hétérogènes. Le formalisme est celui de la thermoélasticité linéaire. Cette modélisation est basée sur une description précise de l'arrangement morphologique (en plusieurs niveaux d'hétérogénéité) des phases constitutives des structures étudiées, et des déformations de transformation dont ces phases sont le siège. Cette modélisation permet de bien rendre compte des variations dimensionnelles observées. Le travail montre la pertinence de la démarche, tout en mettant en évidence la nécessité de fournir des données d'entrée précises pour les paramètres morphologiques et mécaniques que ce type de modélisation appelle
Bearing are manufactured from high elasticity steels that show a good dimensionel stability and a correct hardness. Our study is to measure, characterise the microstructural evolution and model the dimensional variations of a 100Cr6 bearing steel in martensitic and bainitic states during isothermal ageing. Experiments were performed to characterise the kinetic evolution during isothermal ageing in the temperature rang of 110-240°C. To analyse these kinetics, microstructural studies by X-ray diffraction and TEM were conducted, and the phases in the different stages of the thermal ageing were identified. The kinetics of the microstructural evolutions were evaluates by measuring the variations of thermoelectric power, sensitive to the crystal defects, and especially carbon in solid solution. According to these studies, two mechanisms were considered to model the dimensional variations : carbide precipitation in two stages, involving a contraction of the martensitic structure, and the retained austenite decomposition, leading to an expansion. The model proposed to estimate the dimensional variations was founded on the multiscale use of several homogenisation procedures in heterogeneous solid mechanics. The linear thermoelastic formalism was considered. The model was based on an accurate description of the phases morphological arragement (in several heterogeneity levels), and on the transformations strains taking place. This model predicts correctly the experimental dimensional variations. This work showed that our approach was relevant, while displaying the need of having accurate inputs for the mechanical and morphological parameters required by this kind of model

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Petit, Bertrand. « Étude du comportement mécanique et des modifications de textures et de microstructures induites par la transformation de phase y-[alpha]' sous contrainte d'un acier AISI 304 : aspects expérimentaux et modélisations ». Metz, 2006. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2006/Petit.Bertrand.SMZ0631.pdf.

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L'acier austénitique 304 présente des propriétés mécaniques remarquables en déformation obtenues par plasticité cristalline et par transformation de phase (effet trip). Ce travail présente une étude et des modélisations du comportement et des évolutions de textures/microstructures en traction. Pour bien comprendre et modéliser ce comportement complexe, des essais de tractions à -60°C et 20°C sont réalisés sur cet acier. Les évolutions des textures et des phases en présence sont d’abord étudiées globalement par diffraction de rayons X, puis les évolutions de la microstructure et des textures locales sont suivies par E. B. S. D. Afin de mettre en évidence les mécanismes de déformation et de transformation. Ces résultats ont montré dans les grains, suivant leur orientation par rapport à la direction de traction et la température, la présence de martensite [epsilon] , ou de micromacles qui créent des sites de germination favorables à la martensite [alpha]'. Ces résultats nous ont également permis de choisir, parmi plusieurs théories de la transformation de phase exposées dans la littérature, celles qui expriment au mieux les faits expérimentaux. Testées ensuite dans un modèle micromécanique existant, formulé en petites déformations, les déformations de transformation déduites de ces théories ont permis de reproduire les principaux aspects du comportement de l'acier. Nous nous sommes ensuite associés à l'élaboration d’un nouveau modèle, formulé en grandes déformations, qui intègre les mécanismes de déformation expérimentalement observés. Il reproduit fidèlement la courbe de traction, la cinétique de transformation et les évolutions de texture des phases de cet acier
The 304 steel shows outstanding deformation properties which are due to a combination of crystalline plasticity and phase transformation (trip effect). This work presents a study of the mechanical behaviour and of the evolutions of textures/microstructures of this steel by tensile tests as well as their modelling. In order to understand and model this complex behavior, tensile tests at -60°C and 20°C was carried out on this steel. The global evolutions of the textures and of the involved phases were first studied by X-ray diffraction. Then the evolutions of the local microstructures and textures were investigated by E. B. S. D. , which led us to a detailed analysis of the mechanisms of deformation and transformation. The results showed that the presence of martensite [alpha]' or of microtwins depends on the γ [gamma] grain orientation with respect to the tensile direction and the temperature and that martensite [epsilon] and micro-twins form germination sites for the [alpha]’ martensite. These results also allowed us to choose, among several theories of the phase transformation exposed in the literature, those which best express the experimental features. Tested in an existing micromechanical model, formulated in small deformations, the transformation deformations deduced from these theories made it possible to reproduce certain aspects of the mechanical behaviour of this steel. We then developed, in close co-operation, a new model formulated in finite transformation, which considers the mechanisms of deformation experimentally observed. This model allows us to satisfactorily reproduce the tensile curves, the transformation kinetics and the texture evolutions of the different phases of this steel

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Asserin, Olivier. « Analyse des contraintes résiduelles dans un acier martensitique F82H soudé par faisceau d'électrons ». Reims, 2000. http://www.theses.fr/2000REIMS034.

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L'acier spécial martensitique à forte teneur en Cr (8%), F82H, est un des matériaux pressentis pour être utilisés dans la première paroi d'un réacteur à fusion thermonucléaire contrôlée, où il sera soudé par faisceau d'électrons. L'objectifs de ce travail est, d'une part d 'étudier la répartition des contraintes résiduelles et l'évolution de la microstructure dans cet acier pour différentes conditions de soudages, d'autre part, de réaliser une simulation numérique de la forme du cordon de soudure ainsi que des contraintes résiduelles engendrées par le soudage. Les phénomènes élémentaires intervenant dans le soudage par faisceau d'électrons sont décris. Une synthèse des méthodes de détermination des contraintes résiduelles par diffraction et des techniques d'analyse des profils de diffraction (microcontraintes) est présentée. Une large part est aussi consacrée à la mise en œuvre expérimentale des mesures par diffraction auxquelles nous apporterons quelques développements dans la suite de ce travail. Une étude micro structurale complète avant et après le soudage est réalisé. La simulation des profils de diffraction permets de relier l'évolution du d ̥entre la zone fondue et le métal de base à un appauvrissement de la martensite en carbone et en chrome dans le métal de base qui contient de nombreux précipités.

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Nicaise, Grégory. « Sensibilité de l'acier martensitique Z10CDNbV9-1 à la fragilisation par les métaux liquides ». Lille 1, 2001. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2001/50376-2001-179.pdf.

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Brachet, Jean-Christophe. « Alliages martensitiques 9Cr-1Mo : effets de l'addition de l'azote, du niobium et du vanadium sur la microstructure, les transformations de phase et les propriétés mécaniques / ». Gif-sur-Yvette : Commissariat à l'énergie atomique, 1991. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb35510684n.

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Villaret, Flore. « Développement d’une jonction austéno-martensitique à gradient de composition chimique par fabrication additive ». Thesis, Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSEI104.

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Ces travaux de thèse concernent la problématique des liaisons bimétalliques acier austénitique/acier martensitique. Cette action de recherche se focalise sur une liaison acier austénitique 316L (X2 CrNiMo 18-12-02) / acier martensitique Fe-9Cr-1Mo (X10 CrMo 9-1). L’objectif est de comprendre la problématique métallurgique liée à l’assemblage de ces deux types de nuance et d’évaluer les possibilités de réaliser par métallurgie des poudres et par fabrication additive des transitions aciers austénitiques/aciers martensitiques. Une soudure obtenue par faisceau d’électrons sert de liaison de référence pour cette étude qui se focalise sur l’intérêt de la métallurgie des poudres pour réaliser une transition entre deux aciers. Des matériaux à gradient de composition chimique ont été consolidés par CIC et par SPS et montrent de très bonnes propriétés mécaniques et une excellente jonction entre les deux types de nuances. Par fabrication additive (DED-LB ou PBF-LB), nous obtenons aussi de très bonnes liaisons entre les deux aciers mais les microstructures sont beaucoup plus complexes. On observe curieusement que plus la vitesse de refroidissement du procédé est importante et plus la présence de ferrite dans l’acier martensitique est importante. Différents calculs basés sur la germination et la croissance de la phase austénitique ont permis de proposer un scénario cohérent pour expliquer les fractions de phases présentes dans les matériaux. La zone de transition entre les deux aciers présente, elle, de fortes variations de duretés. Ces variations sont expliquées par les changements de composition chimique, entrainant des modifications dans les températures de changement de phases, et les cycles thermiques particuliers vus lors de la fabrication. D’un point de vue technologique, les matériaux obtenus par fabrication additive présentent en traction des performances très semblables à ce que l’on obtient par soudage par faisceau d’électrons. Il est montré que la fabrication additive permet aussi de piloter le gradient de composition entre un acier martensitique et un acier austénitique
This PhD work concerns the problem of bimetallic austenitic/martensitic steel connections. This research action focuses on a 316L austenitic steel (X2 CrNiMo 18-12-02) / Fe-9Cr-1Mo (X10 CrMo 9-1) martensitic steel connection. The objective is to understand the metallurgical problems related to the assembly of these two steels and to evaluate the possibilities of using powder metallurgy and additive manufacturing to produce austenitic/martensitic steel transitions. A weld obtained by electron beam is used as a reference for this study which focuses on the interest of powder metallurgy to achieve a transition between two steels. Materials with a chemical composition gradient have been consolidated by HIP and SPS and show very good mechanical properties and an excellent junction between the two steels. By additive manufacturing (DED-LB or PBF-LB), we also obtain very good bonds between the two steels, but the microstructures are much more complex. Curiously, we observe that the higher the cooling rate, the higher the ferrite fraction in the martensitic steel. Different calculations based on the nucleation and growth of the austenitic phase have made it possible to propose a coherent scenario to explain the phase fractions present in the materials. The transition zone between the two steels shows strong variations in hardness. These variations are explained by changes in chemical composition, leading to modifications in phase change temperatures, and the particular thermal cycles seen during building. From a technological point of view, materials obtained by additive manufacturing have tensile performances very similar to those obtained by electron beam welding. It is shown that additive manufacturing also makes it possible to control the composition gradient between a martensitic and an austenitic steel

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Berrahmoune, Mohamed Reda. « Transformation martensitique et rupture différée dans l'acier austénitique instable 301LN ». Phd thesis, Paris, ENSAM, 2006. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00002460.

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Résumé :

Dans un contexte de réduction de masse dans l'industrie automobile, les aciers austénitiques instables, grâce à l'excellent compromis de ductilité-résistance qu'ils présentent, peuvent apporter des solutions en termes d'allégement et de sécurité. Cependant, et sous certaines conditions de mise en forme, ces aciers peuvent présenter des problèmes de rupture différée. L'objectif de cette thèse est l'étude du phénomène de rupture différée associée à la transformation martensitique dans l'acier austénitique instable 301LN. Pour cela, nous avons divisé notre travail en deux grandes parties : Comportement thermomécanique : cette partie porte sur la caractérisation de la transformation martensitique après des essais de traction uniaxiale sous différentes conditions en température et en vitesse de déformation. La distribution des contraintes entre phases, la cinétique de transformation et l'évolution de la texture cristallographique sont suivies lors d'essais post mortem et in situ en diffraction des rayons X (DRX). Analyse multi-échelles de la rupture différée : l'observation et l'étude de la rupture différée sont réalisées sur des emboutis cylindriques à fond plat. L'identification des éléments microstructuraux à l'origine des fissures a été réalisée par observation au Microscope Electronique à Balayage (MEB) des zones de rupture. La distribution des contraintes résiduelles macroscopiques et dans chaque phase, a été déterminée et associée à l'évolution de la fraction volumique de martensite pour différentes conditions d'emboutissage. Des simulations numériques d'opération d'emboutissage, par implémentation dans le code de calcul éléments finis Abaqus©, de deux modèles de transformation martensitique dans les aciers austénitiques instables ont été effectuées et les résultats sont comparés avec les résultats expérimentaux. Nous établissons un lien direct entre l'apparition de la rupture différée, l'état de contrainte dans la martensite, et les fractions de martensite formée dans les godets emboutis.

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Roux, Guilhem. « Prévision des contraintes résiduelles induites par le soudage TIG d'un acier martensitique (X10CrMoVNb9-1) ». Paris 6, 2007. http://www.theses.fr/2007PA066658.

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Résumé :

Pour réaliser la cuve des Réacteurs à Caloporteur Gaz (RCG) du futur, on envisage d'utiliser pour le circuit primaire un acier martensitique de type 9Cr-1Mo, en raison de températures moyennes relativement élevées (~440°C au nominal dans le cas du GT-MHR). Pour construire cette cuve, il faudra assembler par soudage des viroles épaisses de grandes dimensions. Ce procédé impliquera donc un très grand nombre de passes en configuration de chanfrein étroit. En projetant dans la conception de ces RCG du futur l'expérience acquise dans la conception et l'exploitation des réacteurs du passé ou en cours d'exploitation, on est conduit à porter une attention particulière au comportement des joints soudés. Il est acquis que l'analyse des causes de détérioration et de fissuration des liaisons met à contribution les experts en procédé, en métallurgie et en mécanique : on cherchera donc à retenir et optimiser un procédé conduisant à une tenue mécanique acceptable, notamment par l'absence de concentration de contraintes et une bonne stabilité de la microstructure.

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Simon, Nathalie. « Etude des interactions de l'alliage liquide plomb-lithium avec des aciers austénitiques et martensitiques / ». Gif-sur-Yvette : Commissariat à l'énergie atomique, 1992. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb35549703w.

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El, Hilali Fatima. « Etude de la sensibilité à la dépassivation des aciers inoxydables martensitiques à durcissement par précipitation : conséquence sur la corrosion sous frottement et la corrosion sous contraintes ». Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1987. http://www.theses.fr/1987ECAP0055.

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Résumé :

Etude de la sensibilité à la dépassivation de l'acier inoxydable martensitique 17-4 ph à durcissement par précipitation. Examen de la corrosion par piqures sans contrainte appliquée, de la corrosion sous frottement sous contraintes de cisaillement et de compression et de la corrosion sous contrainte de tension (méthode de traction lente)

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Mebarki, Nadia. « Relation microstructure-propriétés mécaniques d'aciers martensitiques revenus destinés aux outillages de mise en forme d'alliage légers ». Paris, ENMP, 2003. http://www.theses.fr/2003ENMP1124.

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Zhang, Zhanping. « Modélisation du comportement cyclique anisotherme d'un acier martensitique 55NiCrMoV7 avec prise en compte du vieillissement ». Paris, ENMP, 2002. http://www.theses.fr/2002ENMP1076.

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Marmy, Pierre. « Etude des propriétés mécaniques d'un acier martensitique : influence de l'irradiation aux protons de 590 MeV / ». [S.l.] : [s.n.], 1991. http://library.epfl.ch/theses/?nr=949.

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Côté, Marjolaine. « Étude des cinétiques de transformation de phase d'un acier inoxydable martensitique 13%Cr-4%Ni ». Mémoire, École de technologie supérieure, 2007. http://espace.etsmtl.ca/569/1/C%C3%94T%C3%89_Marjolaine.pdf.

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Résumé :

Ce projet de recherche a pour but d'étudier les cinétiques de transformation de phase de l'acier inoxydable martensitique S41500 afin de développer un modèle mathématique de prédiction des déformations et changements volumétriques associés à un historique thermique. Ces quantités de déformations associées aux changements de phase de cet acier seront ensuite importées dans un code maison de simulation des assemblages soudés par la méthode des éléments finis. Des essais dilatométriques ont été effectués en déformation libre à l'aide de dilatomètres de précision pour connaître les propriétés dilatométriques de base de l'acier. Ultérieurement, ces résultats seront comparés à d'autres essais simulant les conditions observées dans un cordon de soudure. Ce travail a consisté à développer une méthodologie expérimentale qui caractérise la métallurgie de l'acier, ses propriétés et les changements volumétriques en fonction de la température. Des essais de traction réalisés au refroidissement ont été faits pour démontrer que les propriétés mécaniques ne sont pas les mêmes qu'au chauffage. Ensuite les essais dilatométriques en déformation libre ont été réalisés à différents taux de chauffage et de refroidissement sur des échantillons prélevés dans la direction travers court ( T ) et longitudinale ( L ) de la plaque. Ces cycles thermiques étaient parfois répétés jusqu'à trois fois sur le même échantillon pour évaluer le comportement de l'hystérésis déformation-température. La caractérisation des fractions volumiques des phases des états initial et final des essais est effectuée par la diffraction des rayons X. Ces données ont ensuite été traitées avec le modèle mathématique développé pour faire ressortir l'évolution des fractions volumiques des espèces puis le changement volumétrique dû à la seule transformation de phase. Les courbes dilatométriques et les résultats du traitement mathématique ont démontré que la déformation associée à la transformation martensitique s'effectue probablement dans une orientation préférentielle. La valeur moyenne de la fraction volumique de l'austénite transformée calculée après un cycle à 5°C/min dans les orientations T et L de 14.71% est très près de celle obtenue par la technique de diffraction des rayons X de 13.73% . Ce résultat a permis de valider que le calcul de la fraction volumique des espèces est adéquat. Toutefois, une révision du modèle est essentielle pour tenir compte de l'anisotropie du changement volumétrique lors des changements de phase. Il est suggéré d'utiliser la technique des figures de pôles pour vérifier l'orientation des plans cristallographiques des phases. De plus, l'obtention d'un équipement dilatométrique de précision pouvant reproduire les cycles thermiques et mécaniques observés au soudage est souhaitée pour améliorer le modèle mathématique.

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Joly, Marcelin Sabrina. « Etude de la corrosion caverneuse d'un acier inoxydable martensitique : utilisation d'une cellule à couche mince ». Thesis, Toulouse, INPT, 2012. http://www.theses.fr/2012INPT0127/document.

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Résumé :

Les aciers inoxydables martensitiques sont utilisés dans l'industrie aéronautique où de hautes propriétés mécaniques sont requises. Cependant, dû à leur faible teneur en chrome, ils sont relativement sensibles à la corrosion localisée et particulièrement à la corrosion caverneuse qui se développe en milieu confiné. Tout d'abord, le comportement électrochimique de l'acier inoxydable martensitique X12CrNiMoV12-3 a été étudié dans une solution neutre et chlorurée (NaCl 0,1 M + Na2SO4 0,04 M) en plein bain. Des mesures électrochimiques (courbes de polarisation et mesures d'impédance) couplées à des analyses de surface par XPS ont permis de caractériser les films passifs formés pour différentes conditions. Les résultats obtenus ont permis de montrer le rôle important joué par l'oxygène dissous sur la formation et/ou la modification du film passif pendant l'immersion dans l'électrolyte. Les diagrammes d'impédance obtenus au potentiel de corrosion et en milieu aéré sont caractérisés par deux constantes de temps qui ont été attribuées au film passif (hautes fréquences) et au transfert de charges (basses fréquences). L'analyse de la partie hautes fréquences des diagrammes d'impédance électrochimique à l'aide du modèle en loi de puissance a permis de montrer de faibles variations de l'épaisseur des films pendant l'immersion. Des mesures électrochimiques ont ensuite été réalisées à l'aide du montage de la cellule à couche mince qui permet de travailler avec des épaisseurs d'électrolyte rigoureusement contrôlées. Les essais réalisés ont montré l'aptitude à la repassivation de l'acier inoxydable martensitique dès qu'il est en contact avec l'oxygène dissous en particulier pour des faibles épaisseurs d'électrolyte (inférieur à 100 µm). Lorsque le milieu est confiné entre deux parois en acier afin de reproduire une situation de corrosion caverneuse, il a été montré la corrosion est fortement accélérée lorsque l'épaisseur d'électrolyte est faible (inférieur à 500 µm)
Martensitic stainless steels are mainly used for applications where high mechanical performance is required. However, due to the low chromium content, they are relatively sensitive to localised corrosion, and particularly, to crevice corrosion encountered in confined environments. First, the electrochemical behavior of X12CrNiMoV12-3 martensitic stainless steel has been studied in a bulk neutral chloride solution (0.1 M NaCl + 0.04 M Na2SO4). Electrochemical measurements (polarisation curves and impedance measures) and XPS surface analysis were performed in order to characterise the passive films formed under different experimental conditions. The results showed the important role of dissolved oxygen to form and/or modify the passive film during immersion in electrolyte. The impedance diagrams are characterised by two time constants wich are attributed to passive film response (high frequency range) and to charge transfert resistance (low frequency range). The analyse of the high frequencies part of the diagrams by using the "power law model" showed low evolution of passive films thickness during immersion. Then, electrochemical measurements were perfomed in confined environments by using a thin layer cell where the electrolyte thickness were rigourosly adjusted. The measurements showed that the martensitic stainless steel is in passive state even for low electrolyte thickness (inferior in 100 µm). When the electrolyte is confined between two stainless electrodes in order to reproduce the same conditions find during crevice corrosion, the corrosion is sharply accelerated when the electrolyte thickness is above 500 µm

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Côté, Marjolaine. « Étude des cinétiques de transformation de phase d'un acier inoxydable martensitique 13%Cr-4%Ni / ». Thèse, Montréal : École de technologie supérieure, 2007. http://proquest.umi.com/pqdweb?did=1456294401&sid=2&Fmt=2&clientId=46962&RQT=309&VName=PQD.

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Résumé :

Thèse (M.Ing) -- École de technologie supérieure, Montréal, 2007.
"Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie mécanique." Bibliogr. : f. [167]-170. Également disponible en version électronique. CaQMUQET

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Collomb, Solenne. « Étude de l'endommagement en fluage d'assemblages soudés en acier martensitique à 9% Cr - Grade 91 ». Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2020. http://www.theses.fr/2020LORR0219.

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Résumé :

L’objectif d’une meilleure efficience énergétique impose des conditions de service, de plus en plus drastiques, aux composants des centrales thermiques. Cette demande a conduit à l’utilisation de nuances d’aciers à 9-12% de chrome, comme le Grade 91, qui combinent les propriétés de la martensite avec un durcissement par solution solide et par précipitation. Ces nuances présentent des propriétés remarquables en fluage, mais un mode d’endommagement inhabituel au niveau des assemblages soudés (fissures internes générées dans la Zone Affectée Thermiquement, ZAT). Suivant les conditions de service (température-contrainte), les modes d’endommagement par fluage diffèrent, entraînant une localisation de la rupture spécifique. Dans les conditions industrielles (540 - 610°C), le Grade 91 présente un endommagement par cavitation, avec une rupture de type IV, localisée dans la ZAT, proche du métal de base. Différentes études apportent des éléments de réponses sur l’évolution microstructurale induite par le fluage, cependant aucune relation quantitative ne semble avoir été établie entre ces modifications et la durée de vie. Les liens entre l’évolution des contraintes et les modifications microstructurales, au cours du fluage restent mal élucidées. Le projet que nous menons avec l’Institut de Soudure (IS) est l’identification de l’origine et la compréhension de ce mode d’endommagement inhabituel afin de proposer un ou plusieurs facteurs de suivi du temps de vie résiduel d’une soudure. L’objectif a été de suivre, au cours du fluage, l’évolution de la microstructure et de l’endommagement dans le métal de base et dans la zone de faiblesse du joint soudé. Des essais de fluage interrompus à différents stades de la durée de vie, ont été réalisés sur des joints soudé, pour des paramètres d’essai menant à des endommagements similaires à ceux rencontrés en service. Les échantillons pré-flués ont été caractérisés in situ par diffraction en rayonnement synchrotron en fluage dans les mêmes conditions (contrainte-température), afin d’évaluer l’état des contraintes internes le long du joint soudé. Les échantillons ont ensuite été finement caractérisés par microscopie optique, micro-analyse et diffraction, notamment la microscopie électronique à balayage (MEB) et à transmission (MET), la spectroscopie à rayons X (EDS), la diffraction des électrons en transmission (SAED) et rétrodiffusés (EBSD). La résistance mécanique des soudures a été suivie par des cartographies de micro-dureté
The research of the best thermodynamic efficiency, with the decrease of CO2 emissions, imposes more and more drastic terms of use for the components of Thermal Power Stations. This demand led to the development of the new Grade 91 martensitic steels with 9-12% chromium, associates the usual properties of martensite with solid solution and precipitation hardening. This grade presents exceptional creep properties, but also an unusual damage mode at the welded joint (internal cracks generated in the HAZ - Heat Affected Zone -). Depending on the operating conditions (temperature - stress), the creep damage mode differ, resulting in a specific fracture location. Under industrial conditions (540 - 610 °C) Grade 91 has a cavitation damage mode with a type IV fracture, located in the HAZ, close to the base metal. While ormer studies analysed the microstructural evolution induced by creep, no quantitative relationship seems to have been established between these modifications and service life. However, the links between stress evolution and microstructural modifications during the creep test are not elucidated. The aim of this work carried out with the Institut de Soudure (IS) is to identify the origin and to understand this damage mode in order to propose one or more monitoring factors for follow the residual life time of a welded joint. The objective was to follow, during creep test, the evolution of stresses, microstructure and damage in the base metal and in the weakness zone of the welded joint. Creep tests on welded joints were carried out at a temperature and stress level leading to damage similar to the operating conditions and interrupted at different stages of the service life. The samples were then characterised in situ by diffraction in synchrotron radiation during creep under the same conditions (stress-temperature), to determine the distribution of internal stress along the welded joint. The samples were then investigated using microscopy, microanalysis and diffraction techniques, including scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM), Energy dispersive spectroscopy (EDS), transmission electron diffraction (SAED) and backscatter electron diffraction (EBSD). In addition, the welded joint mechanical properties were monitored by micro-hardness mapping

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Cambon, Jean-Baptiste. « Élaboration et caractérisation de revêtements anti-corrosion par voie sol-gel sur l'acier inoxydable martensitique X13VD ». Toulouse 3, 2012. http://thesesups.ups-tlse.fr/1892/.

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Résumé :

Les travaux de thèse portent sur la réalisation et la caractérisation de revêtements issus de la voie sol-gel sur l'acier martensitique X13VD. La première partie expérimentale a permis d'évaluer le comportement en corrosion de l'acier inoxydable X13VD avec une étude entreprise sur l'efficacité d'inhibiteurs de corrosion : Ce(NO3)3 et Na2MoO4 choisis après étude bibliographique. Les performances de deux types de revêtements hybrides élaborés à partir de deux formulations de sol " base méthacrylate " et " base époxy " ont également étaient comparées. La seconde partie s'intéresse à l'étude de la structure chimique par spectroscopie de résonnance magnétique nucléaire (RMN 13C, 29Si, 27Al) de l'hybride " base époxy ", système le plus intéressant pour la protection anti-corrosion de l'acier inoxydable X13VD. Cette investigation permet donc de comprendre l'influence de l'incorporation des inhibiteurs dans la matrice hybride et également du traitement thermique sur les mécanismes réactionnels entrainant la formation du réseau sol-gel. La dernière partie de ces travaux concerne les caractérisations mécaniques et électrochimiques des différents revêtements hybrides " base époxy " déposés sur l'acier X13VD différant par la nature et la teneur en inhibiteur de corrosion et du traitement thermique. Des corrélations sont proposées avec le les résultats précédents démontrant ainsi les interdépendances entre les performances des revêtements hybrides et leurs structures chimiques étudiées par spectroscopie RMN
The thesis focuses on the development and characterization of sol-gel coatings on X13VD martensitic steel. The first experimental part was used to evaluate the corrosion behavior of X13VD stainless steel, a study undertaken on the effectiveness of corrosion inhibitors: Ce(NO3)3 and Na2MoO4 selected according to the literature. The performances of two types of hybrid coatings prepared from two formulations of sol, " methacrylate-based " and "epoxy-based", were also compared. The second part focuses on the study of the chemical structure by nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR 13C, 29Si, 27Al) of the hybrid "epoxy base" formulation, the most interesting system for corrosion protection of X13VD stainless steel. This investigation enables to understand the influence of inhibitors incorporation in the hybrid matrix and also of heat treatment, on the reaction mechanisms leading to the formation of the sol-gel network. The last part of this work concerns the mechanical and electrochemical characterization of different hybrid "epoxy base" coatings deposited on steel X13VD differing in the nature and content of corrosion inhibitor and heat treatment. Correlations are proposed with previous results demonstrating the interdependence between the performance of hybrid coatings and their chemical structures investigated by NMR spectroscopy

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Medina, Almazan Aida Liliana. « Etudes expérimentale et numérique de l'effet du mercure sur le comportement mécanique des aciers 316L et T91 ». Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2008. http://www.theses.fr/2008ECAP1060.

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Résumé :

Nous avous procédé à l'étude et à la caractérisation de la sensibilité à la fragilisation des aciers 316L et T91 par le mercure, au moyen d'essais mécaniques réalisés sur des éprouvettes CCT (center cracked in tension) qui présentent un état de contraintes planes. L'effet du mecure a été étudié en fonction de la vitesse de sollicitation. Nous postulons qu'au contact du mercure les fissures se propagent le long des plans cristallographiques bien définis et localement en "zig-zag" afin d'accomoder la déformation à 45° imposée par les conditions de contraintes planes. Pour l'acier 316 L nous observons une transition fragile-ductile aux vitesses élevées. Pour l'acier T91 nous observons les prémices d'une telle trasition. Des analyses au microscope électronique à blayage (MEB) et en EBSD du chemin de la fissuration ont mis en évidence une localisation de la déformation induite par le mercure. Des simulations de comportement plastique de lacier 316L en utilisant le modèle de plasticité cristalline cristalecp nous ont permis de rendre compte à la fois de l'effet fragilisant et l'effet de la vitesse en fixant tous le paramètres sauf un, celui associé au libre parcours moyenne des dislocations. Nous pouvons faire l'hypothèse que l'absorbtion des atomes de mercure produit à la fois une augmentation de l'émission des dislocations et une plasticité localisée en pointe de fissure du à l'affaiblissement de la cission critique.

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Alwan, Raad Aboud. « Analyse des évolutions structurales et du comportement mécanique d'un acier au chrome-nickel-molybdène à très bas carbone du type Z1CNDA 12-09-02, en fonction des traitements thermiques ». Paris 11, 1989. http://www.theses.fr/1989PA112002.

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Résumé :

Nous avons étudié le comportement structural d'un alliage inoxydable martensitique de composition : Fe-11,7 Cr-9,2 Ni-1,99 Mo-0,71 A1-0,34 Ti en fonction de différents cycles thermiques appliqués dans l'intervalle des températures comprises entre -160 et 1150°C. La cinétique de la transformation austénitique, ainsi que la fraction volumique d'austénite de réversion conservée à l'ambiante -lors de traitements isochrones ou isothermes- ont été caractérisées en fonction des conditions de traitement. L'étude du comportement de l'alliage au cours de revenus isothermes, a montré que cet alliage se durcit en trois stades, impliquant la formation de précipités différents ou d'amas avant que n'interviennent les phénomènes de survieillissement et la formation de l'austénite de réversion. Finalement, pour obtenir des propriétés mécaniques (Rm et R 0,002) intéressantes ainsi qu'une amélioration de A % et KCV' il s'est révélé souhaitable de procéder à des traitements de revenu à des températures comprises entre 525 et 550°C, pour lesquelles le gain de ductilité et de résilience est obtenu au détriment d'une légère diminution des caractéristiques de résistance
We have studied the structural behavior of a stainless steel capable of age hardening, with a very low carbon content. The martensitic alloy concerned by this research has the following composition : Fe-11. 7 Cr-9. 2 Ni-1. 99 Mo-0. 71 Al-0. 34Ti. The thermal treatments have been undertaken in the temperature range of -160°C and 1150°C. The kinetics of the austenitic transformation and the volumic fraction of reversed austenite stabilizes at ambient temperature have been caracterized as a function of the treatment conditions (isothermal and/or isochronal). During isothermal tempering three stages of hardening may occure before the overaging phenomenon and the formation of reversed austenite. Finally, interesting mechanical properties (Rm and R0. 002) and the improvement of A % and KCV for this alloy, can be obtained when the tempering is performed in the range of 525-550°C, the increase in ductility and toughness being obtained to the detriment of a small decrease in mechanical proof

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Lacorne, Jordan. « Fabrication additive par fil fondu d’un acier martensitique : Formulation du fil et étude du déliantage/frittage ». Electronic Thesis or Diss., Lyon, INSA, 2024. http://www.theses.fr/2024ISAL0112.

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Résumé :

Le procédé FFF (Fused Filament Fabrication) est une technique de fabrication additive pour créer des pièces métalliques à moindre coût. Il comprend plusieurs étapes : l’élaboration et la fabrication des filaments composé d’une matrice polymère et de poudre métallique, l’impression des pièces dites vertes, le déliantage consiste à retirer la matrice polymère soit par dissolution par solvant, soit par dégradation thermique, le frittage densifie les pièces laissées poreuses après le déliantage. L’entreprise Nanoe, spécialisée dans les filaments céramiques, cherche à étendre son expertise aux pièces métalliques, notamment en acier H13. L’optimisation des formulations ainsi que l’amélioration des étapes de post-impression sont primordiaux pour la technologie FFF. L’objectif principal de cette thèse était de caractériser l’ensemble du procédé afin de l’améliorer. Pour cela, les travaux de thèse se sont articulés autour de trois axes : déterminer les propriétés mécaniques et rhéologiques requises pour obtenir des filaments imprimables ; optimiser le déliantage tout en évitant l’apparition des défauts ou des contaminations ; obtenir des pièces denses. L’étude de l’influence des modules de stockage G’ et de perte G” sur l’écoulement du feedstock lors de l’impression et la tenue de la pièce lors du déliantage a permis de définir les additifs utilisés dans le feedstock. Puis, L’optimisation du déliantage vise à réduire le temps de cycle tout en prévenant les défauts. Un nouveau cycle de déliantage a été mis au point, tenant compte des températures de dégradation des liants et des vitesses adaptées. Enfin, les recherches ont approfondi les paramètres de frittage de l’acier H13, en observant les effets sur la porosité et la microstructure, notamment grâce à des suivis dilatométriques et des analyses au MEB. Les résultats ont permis de mieux comprendre les mécanismes de densification et l’impact du taux de carbone sur la microstructure finale
The FFF (Fused Filament Fabrication) process is an additive manufacturing technique for creating low-cost metal parts. It comprises several stages: the development and manufacture of filaments composed of a polymer matrix and metal powder, the printing of so-called green parts, debinding, which consists in removing the polymer matrix either by solvent dissolution or thermal degradation, and sintering, which densifies the parts left porous after debinding. Nanoe, which specializes in ceramic filaments, is looking to extend its expertise to metal parts, particularly in H13 steel. Optimizing formulations and improving post-printing steps are of prime importance for FFF technology. The main objective of this thesis was to characterize the entire process in order to improve it. To this end, the thesis work focused on three areas: determining the mechanical and rheological properties required to obtain printable filaments; optimizing debinding while avoiding the appearance of defects or contamination; and obtaining dense parts. A study of the influence of storage modulus G' and loss modulus G” on feedstock flow during printing and part strength during debinding enabled us to define the additives used in the feedstock.Then, the optimization of debinding aims to reduce cycle time while preventing defects. A new debinding cycle was developed, taking into account binder degradation temperatures and adapted speeds. Finally, the research focused on the sintering parameters of H13 steel, observing the effects on porosity and microstructure, notably through dilatometric monitoring and SEM analysis. The results provided a better understanding of densification mechanisms and the impact of carbon content on the final microstructure

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Hamdane, Ouadie. « Etude des mécanismes de plasticité et d’endommagement de l’acier martensitique T91 en présence de sodium liquide ». Thesis, Lille 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LIL10113/document.

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Résumé :

L’acier martensitique T91 est un matériau de structure candidat pour les futurs réacteurs nucléaires de quatrième génération à neutrons rapides, où il sera soumis à des contraintes mécaniques en présence de sodium liquide. Cette étude présente une estimation qualitative et quantitative de la sensibilité de l’acier T91 envers le phénomène de fragilisation par le sodium liquide. L’effet du sodium sur l’acier T91 a été étudié et quantifié en fonction de la température et de la vitesse de déformation, à partir d’essais Small Punch Test et d’essais de flexion. Les essais mécaniques en milieu sodium sont effectués dans une cellule en plexiglas, dont l’atmosphère (oxygène et humidité) est sévèrement purifiée et contrôlée.La présence de sodium accélère la rupture de l’acier T91 à 200 °C, sans modifier son caractère ductile. En revanche, une pré-immersion de l’acier T91 dans le sodium permet de dissoudre la couche protectrice d’oxyde de chrome et d’obtenir un contact intime entre l’acier et le sodium liquide. De plus, elle génère des défauts de surfaces qui provoquent une fragilisation partielle par le sodium. Le durcissement de l’acier T91 par traitement thermique déclenche une fragilisation de l’acier en présence de sodium, avec et sans pré-immersion. La rupture de l’acier durci s’effectue alors par décohésion intergranulaire, correspondant à l’amorçage des fissures, suivie d’un clivage, correspondant à l’étape de propagation de ces fissures. Le mécanisme d’endommagement de l’acier T91 durci consiste à la pénétration intergranulaire par adsorption du sodium, favorisée par les précipités intra-lattes, par la ségrégation intergranulaire du phosphore, et par la déformation plastique
The T91 martensitic steel is designed to constitute structural material of future sodium fast reactors of fourth generation, where it will be subjected to stresses in presence of liquid sodium. This study presents a qualitative and quantitative estimate of the sensitivity of T91 steel towards the phenomenon of liquid metal embrittlement. The effect of liquid sodium on T91 steel was studied and quantified according to the temperature and strain rate, by using a set-up of Small Punch Test, three and four bending test, developed in laboratory. Mechanical tests in sodium environment are carried out inside a Plexiglas cell, conceived and developed at the laboratory. The atmosphere inside this cell is severely purified and controlled. The presence of sodium accelerates T91 steel fracture at low temperature, without modifying its ductile character. The T91 pre-immersion in sodium makes it possible to dissolve the protective layer of chromium oxide, and to obtain an intimate contact with the molten metal. However, pre-immersion generates a surface defects which cause a partial embrittlement by sodium. The hardening of T91 steel by heat treatment with a tempering temperature of 550 °C causes a total embrittlement of steel in presence of sodium, with and without pre-immersion. The hardened steel fracture takes then place by intergranular separation, corresponding to the crack initiation, followed by a cleavage, corresponding at the stage of propagation of these cracks. The mechanism suggested in this study is based on the intergranular penetration of sodium, supported by the presence of segregated impurities such phosphorus, and by the plastic straining

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Wang, Yunning Denis Sabine. « Etude et modélisation de l'effet du revenu sur les évolutions des microstructures, du comportement thermomécanique et des contraintes résiduelles de trempe ». S. l. : S. n, 2006. http://www.scd.inpl-nancy.fr/theses/2006_WANG_Y.pdf.

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Meftah, Salem. « Modélisation de la plasticité due à une transformation martensitique dans les aciers ». Electronic Thesis or Diss., Rouen, INSA, 2007. http://www.theses.fr/2007ISAM0026.

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Résumé :

Cette thèse porte sur l'analyse d'un phénomène particulièrement important dérivant des conséquences mécaniques des transformations de phases solide-solide dans les aciers : la plasticité de transformation ou TRIP (Transformation Induced Plasticity) et son interaction avec la plasticité classique. Ce sujet est abordé à la fois par des investigations expérimentales et par une approche de modélisation numérique, pour les transformations martensitiques
This thesis concerned with the analysis of a particularly important phenomenon which corresponds to one of the mechanical consequences of solid-solid phase transformations in steels: the transformation plasticity or TRIP (TRansformation Induced Plasticity) and its interaction with classical plasticity. This subject is addressed from the point of view of experimental investigations as well as with a nuimerical modelling approach, concerning martensitic transformations

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Verleene, Arnaud. « Comportement en fatigue de l'acier martensitique T91 à 300°C dans l'eutectique plomb-bismuth liquide ». Phd thesis, Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011551.

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Résumé :

Le sujet de thèse vise à approfondir les connaissances actuelles sur les interactions métal solide / métal liquide et plus particulièrement à étudier le comportement en fatigue de l'acier martensitique T91 dans un environnement de plomb-bismuth liquide. Ce sujet s'inscrit dans le cadre du projet MEGAPIE (MEGAwatt PIlot Experiment) qui veut démontrer la faisabilité d'une cible de spallation en plomb-bismuth liquide.
Nous avons développé un dispositif expérimental qui a permis la réalisation d'essais de fatigue oligocyclique et de fatigue propagation à 300°C dans l'eutectique plomb-bismuth (Pb 45%masse, Bi 55%masse). Ce milieu contribue à diminuer la durée de vie en fatigue oligocyclique de l'acier T91 et augmenter la vitesse de fissuration. La présence de l'eutectique Pb-Bi modifie les mécanismes de germination-croissance des fissures courtes , notamment en supprimant l'efficacité des barrières microstructurales. Un changement du mode de fissuration a également été observé lors des essais de fatigue propagation lorsqu'il y a mouillage du front de fissure par le métal liquide. Nous pensons que le métal liquide modifie l'activité du fond de fissure en localisant la déformation plastique.
Toutefois, l'effet néfaste du métal liquide sur le comportement en fatigue du matériau s'atténue pour des niveaux de déformations faible et nous montrons également qu'une pré-oxydation de la surface du matériau semble une voie à explorer pour l'amélioration de la tenue en fatigue dans un métal liquide.

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Shaira, Maher. « Caractérisation non destructive de la transformation martensitique de l'acier 304L induite par déformation cyclique ». Lyon, INSA, 2006. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2006ISAL0087/these.pdf.

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Résumé :

Trois techniques non destructives ont été appliquées au suivi de la transformation par plasticité cyclique de l'austénite en martensite dans l'acier inoxydable austénitique 304L : les mesures ultrasonores, les courants de Foucault et l'émission acoustique. Elles ont été complétées par des observations métallographiques et étalonnées par rapport à des mesures quantitatives en diffraction des rayons X. Dans le régime de fatigue olicyclique étudié (ouverture de cycle de fatigue de 0,5 %, durée de vie de l'ordre de 1000 cycles), un pourcentage significatif de martensite se forme. Mais sa répartition spatiale est hétérogène : formation précoce dans les coins d'éprouvettes de traction à section rectangulaire, puis près des surfaces libres et enfin beaucoup plus lente à coeur. Dans ces conditions, les mesures globales aux ultrasons sont peu sensibles : elles détectent simplement l'endommagement en fin de vie via l'augmentation de l'atténuation. En revanche, une mesure locale por courants de Foucault est sensible à la transformation martensitique et la décrit quantitativement à l'échelle de la sonde. L'émission acoustique est une mesure globale d'un grand nombre d'événements locaux : plasticité, endommagement (par microfissuration), transformation martensitique. Trois classes de salves ont été séparées et attribuées à chacun des événements. En particulier, il est possible de distinguer l'endommagement de la transformation martensitique ainsi mesurée est cohérente avec les mesures par courants de Foucault. L'intérêt d'un recoupement de ces techniques non destructives est ainsi démontré, de même qu'il l'avait été au préalable sur un échantillon de béton en utilisant cette fois les ultrasons et l'émission acoustique
Three different non-destructive evaluation techniques have been applied to the monitoring of cyclic-strain-induced martensitic transformation in austenitic stainless steel 304L, namely ultrasonic measurements, eddy current characterisation and acoustic emission. They have been backed up by metallographic observations and made quantitative by comparison with X-ray diffraction measurements. In the low-cycle fatigue that was studied (cyclic strain 0. 5 %, fracture in about 1000 cycles), a significant amount of martensite is formed. But it is heterogeneously distributed: early transformation in the corners of rectangular-section tensile specimens, slower transformation close to the flat free surfaces and even slower in bulk. Considering this heterogeneity, global ultrasonic measurements are not adapted: they only detect damage through an increase of attenuation. On the other hand, local measurements with an eddy current probe proved sensitive to the martensitic transformation and even quantitative. Acoustic emission is a global collection of the local bursts in the sample, that can be caused by plasticity, damage growth (microcracks) and martensitic transformation. Three classes were sorted and attributed to each of these phenomena. It is possible to distinguish damage from martensitic transformation, and the rate of transformation is consistent with the one evaluation by eddy currents on the same sample. The interest and potential of a combination of these non-destructive techniques has therefore been demonstrated, as it had been on a previous concrete sample using ultrasounds and acoustic emission

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Shaira, Maher Courbon Joël. « Caractérisation non destructive de la transformation martensitique de l'acier 304L induite par déformation cyclique ». Villeurbanne : Doc'INSA, 2007. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=shaira.

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Godin, Hélène. « Effet de la microstructure sur la transition ductile-fragile d'aciers inoxydables martensitiques emboutissables à chaud ». Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018PSLEM036.

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Résumé :

Les aciers emboutissables à chaud sont utilisés pour alléger les pièces de structure automobile. Ilsprésentent une excellente combinaison entre aptitude à la mise en forme, résistance mécanique et ductilité. De nouvelles nuances d’aciers inoxydables martensitiques ont été développées pour cette application. Parmi les propriétés requises, la résilience est un indicateur de la capacité à absorber l’énergie d’un crash. Cependant, le lien entre la microstructure et la résistance au clivage de ces aciers restait à établir. Ces travaux traitent de l’influence de la composition chimique (teneur en niobium), du traitement d’austénitisation et du refroidissement après l’emboutissage à chaud, sur la microstructure et la résilience de ces aciers. Pour ce faire, une analyse microstructurale détaillée est effectuée après différents traitements thermiques. Les microstructures obtenues sont complexes, avec des lattes de martensite plus ou moins auto-revenues, de la ferrite résiduelle, des films d’austénite retenue et des carbures. Les transitions ductile-fragile ont été caractérisées par des essais Charpy sur une large gamme de températures. La contrainte critique de clivage a été déterminée en adoptant l’approche locale de la rupture et vaut 2400 MPa quelle que soit la microstructure. Le niobium a pour principal effet d’affiner la microstructure, ce qui permet d’augmenter la résistance à la propagation des fissures de clivage et d’améliorer significativement la transition ductile-fragile. De plus, l’austénite retenue, dont la fraction dépend du traitement thermique, fait varier l’écrouissage au début de la déformation plastique donc la déformation nécessaire pour atteindre localement la contrainte critique de fissuration par clivage. Ainsi, l’austénite résiduelle permet de diminuer considérablement la température de transition ductile-fragile
Hot stamping steels are widely used for lightweight automotive structural parts, because of their excellent combination of formability, strength and ductility. New hot stamping martensitic stainless steel grades have been developed for this application. Among key properties required for automotive structural parts, impact toughness is a useful indicator of crash worthiness. However, the link between microstructure and the brittle fracture resistance of these steels had still to be established. The present work examined the effect of the chemical composition (niobium addition), austenitization heat treatment, and cooling conditions after hot stamping, on the microstructure and impact toughness of these steels. In order to do this, a detailed analysis of the microstructures obtained after various heat treatments was done. The microstructures are complex, with more or less auto-tempered martensitic laths, untransformed ferrite, retained austenite, and fine alloy carbides. The ductile-to-brittle transition behavior was characterized using Charpy tests over a large temperature range. The critical cleavage fracture stress was determined to be around 2400 MPa whatever the microstructure, by applying the local approach to fracture. The main effect of niobium was torefine the grain size, resulting in a strong improvement of the ductile-to-brittle transition behavior by increasing the resistance to cleavage crack propagation. Moreover, the heat treatment impacts the retained austenite fraction and thus modifies incipient plasticity and the strain necessary to reach locally the criticalstress required to trigger cleavage fracture. In this way, retained austenite plays a determining role to decrease the ductile-to-brittle transition temperature

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Verleene, Arnaud Vogt Jean-Bernard Legris Alexandre. « Comportement en fatigue de l'acier martensitique T91 à 300°C dans l'eutectique plomb-bismuth liquide ». Villeneuve d'Ascq : Université des sciences et technologies de Lille, 2007. https://iris.univ-lille1.fr/dspace/handle/1908/267.

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Résumé :

Reproduction de : Thèse de doctorat : Science des Matériaux : Lille 1 : 2005.
N° d'ordre (Lille 1) : 3703. Résumé en français et en anglais. Titre provenant de la page de titre du document numérisé. Bibliogr. p. 186-193.

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Meftah, Salem. « Modélisation de la plasticité due à une transformation martensitique dans les aciers ». Phd thesis, INSA de Rouen, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00604502.

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Cette thèse porte sur l'analyse d'un phénomène particulièrement important dérivant des conséquences mécaniques des transformations de phases solide-solide dans les aciers : la plasticité de transformation ou TRIP (Transformation Induced Plasticity) et son interaction avec la plasticité classique. Ce sujet est abordé à la fois par des investigations expérimentales et par une approche de modélisation numérique, pour les transformations martensitiques.

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Mauriès, Sébastien. « Caractérisation et modélisation de la séquence de précipitation de carbures au cours du traitement thermique d'aciers martensitiques alliés ». Toulouse, INPT, 2008. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00001195/.

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Les aciers martensitiques revenus à 5% de chrome, principalement utilisés pour les outillages de forge et de fonderie sous pression présentent des durées de vie limitées en raison des sollicitations thermomécaniques sévères en service. La tenue en service à haute température est directement liée à la stabilité des carbures alliés de taille nanométrique qui se forment au-delà de 450°C au cours du revenu. L'étude vise à caractériser les carbures alliés dès les premiers stades du revenu et de déterminer de quelle façon la séquence de précipitation est modifiée. En ce sens, des éléments carburigènes (V, MO) ou influençant la précipitation (NI, CO) ont été ajoutés pour modifier la précipitation d'un acier de référence à 5% de chrome notamment à des températures voisines du pic de durcissement secondaire
Martensitic steels containing 5% chromium, mainly used for forging and high-pressure die casting tools show limited lifetime due to severe thermo-mechanical working conditions. The resistance to stress at high temperatures is directly related to the stability of nanometer sized alloyed cabides which are formed beyond 450°C during tempering. The study aims to characterize alloyed carbides in the early stages of tempering and determine how the sequence of precipitation is changed. In that way, carbides forming elements (V, MO) as well as influencing the precipitation (NI, CO) were added to change the precipitation of a low-silicon AISI H11 steel previously studied, especially at temperatures near the peak hardness

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Klósak, Maciej. « Simulations numériques de la localisation plastique dans les aciers martensitiques charges par impact ». Metz, 1999. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1999/Maciek.Klosak.SMZ9918.pdf.

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Ce travail présente l'étude numérique de la localisation de déformation viscoplastique sous forme de striction et de bande de cisaillement adiabatique. Il est inspiré par une série d'essais de double cisaillement effectuée récemment au sein du LPMM. Afin de reproduire le comportement l'acier martensitique VAR4340 dans les conditions du chargement dynamique, une loi de comportement phenomenologique est recherchée. Un point important de l'analyse est l'estimation de la vitesse d'impact critique (CIV). Une attention particulière est apportée sur la modélisation par éléments finis dans l'environnement du code ABAQUS. Les objectifs de la thèse sont accomplis. La loi de comportement proposée reflète correctement le comportement du matériau ainsi qu'elle permet une simulation numérique efficace des essais dynamiques. Enfin, elle rend possible une estimation de la vitesse d'impact critique (CIV) en traction et en cisaillement. Cette dernière est en accord avec les valeurs expérimentales. Les simulations numériques ont répondu à plusieurs questions concernant la technique expérimentale du double cisaillement. Les différents tests confirment l'efficacité de la méthode. La modélisation par éléments finis révèle les précautions à prendre lors de l'entreprise du problème dynamique avec adoucissement thermomécanique (sensibilité du maillage, conditions aux limites)
The work contains numerical studies of plastic localisation in the form of necking and adiabatic shear bands. It has been inspired by the series of experiments of double shear recently carried out at LPMM. In order to study the behaviour of the martensitic steel \IAR4340 under dynamic loading, a phenomenological constitutive relation has been proposed. An important point of the analysis is the estimation of the Critical Impact Velocity (CIV). A special attention is paid to the finite element modelling in the environment of the code ABAQUS. The aims of the work have been achieved. The constitutive relation reflects properly material behaviour as well as it enables efficient numerical simulations of dynamic processes. It also permits for an estimation of the Critical Impact Velocity in tension and in shear, which confirms the experimental data. The numerical simulations have answered some questions concerning the experimental technique of double shear, confirming its applicability. The finite element modelling has revealed problems encountered during modelling of dynamics, especially the softening analysis, such as mesh dependence, correct assumption of boundary conditions or well-posedness

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Litalien, Anne. « Caractérisation d'une nuance d'acier inoxydable martensitique enrichie à l'azote : résistance à la corrosion, proposition d'un traitement de trempe de surface pour application aéronautique ». Rouen, 2002. http://www.theses.fr/2002ROUES012.

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Les roulements aéronautiques sont soumis à des sollicitations de plus en plus complexes. Ils doivent ainsi posséder une ténacité importante à cœur, une dureté élevée en surface, et des contraintes résiduelles de compression, favorables à la durée de vie en fatigue. Cette étude cherche à ajouter à ces propriétés la résistance à la corrosion par les embruns marins en proposant un traitement de trempe de surface après chauffage par induction pour une nuance d'acier inoxydable martensitique. La caractérisation métallographique des nuances X40CrMoVN16-2 et X100CrMo17 montre que le remplacement d'une partie du carbone par de l'azote dans la composition de l'acier affine la structure (moins de carbures primaires, teneur en chrome de la matrice plus élevée) sans nuire aux caractéristiques mécaniques. La comparaison d'essais de corrosion en brouillard salin avec des mesures électrochimiques de polarisation dans différents milieux a permis d'évaluer l'influence de la microstructure issue de revenus à des températures allant de 200ʿC à 700ʿC sur la résistance à la piqûration. Pour des revenus inférieurs à 500ʿC, des teneurs élevée en chrome et faible en précipités non remis en solution (sites favorables à la formation de piqûres) gouvernent l'efficacité du film passif. Au-delà de 640ʿC, la présence de nitrures Cr2N apporte une résistance supplémentaire par repassivation des piqûres naissantes. Des traitements d'austénitisation rapide ont mis en évidence l'influence de la structure de départ, de la vitesse de chauffe et de la température atteinte sur les propriétés mécaniques. L'augmentation de la vitesse, qui favorise la germination d'une fine dispersion d'austénite dans la ferrite non encore transformée, entraîne un durcissement de type structural. Le niveau de contraintes de compression dû à la formation en surface d'une martensite à l'azote reste inchangé après un revenu de détente. Cependant les contraintes de traction du cœur handicapent sa résistance à la piqûration.

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Panait, Clara. « Metallurgical evolution and creep strength of 9-12% Cr heat resistant steels at 600°C and 650°C ». Paris, ENMP, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00579983.

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Résumé :

Les aciers martensitiques à 9-12% Cr sont utilisés pour applications à haute température notamment comme composants dans des centrales thermiques de production de l'électricité. Ces composants sont soumis à des phénomènes de fluage, vieillissement thermique, fatigue, oxydation, corrosion. Cette étude vise une meilleure compréhension de l'évolution métallurgique à long terme des aciers martensitiques à 9-12% Cr, ainsi que de son influence sur la résistance en fluage à 600 et 650°C. Le matériau de l'étude est l'acier Grade 92. La littérature manque de données quantitatives sur la microstructure de l'acier Grade 92 après des temps prolongés d'exposition au fluage ou au vieillissement thermique (temps supérieurs à 10. 000h) à 600°C et 650°C. Par conséquent, dans un premier temps une expertise d'éprouvettes de fluage testées à 600°C et 650°C pendant des temps allant jusqu'à 50. 000h a été réalisée par microscopie électronique en transmission (MET) sur des répliques extractives, microscopie électronique à balayage (MEB) et par diffraction des électrons rétrodiffusés. Cette expertise a révélé une précipitation significative de phase de Laves, une restauration de la matrice et une très faible précipitation de la phase Z-modifiée. Une quantification de l'endommagement et des phases de Laves a été réalisée à partir des micrographies MEB. La précipitation significative des phases de Laves et la restauration de la matrice semblent être les mécanismes prédominants de l'évolution métallurgique à 600°C et 650°C de l'acier Grade 92. Afin d'étudier séparément l'influence de chacun de ces deux mécanismes sur la résistance au fluage, des essais de fluage ont été réalisés sur des éprouvettes pré-vieillies et sur des éprouvettes pré-fatiguées. Des éprouvettes entaillées ont été également utilisées. L'intérêt des éprouvettes pré-vieillies est d'étudier l'influence de grosses phases de Laves sur la résistance au fluage. Le temps à rupture des éprouvettes pré-vieillies est quatre fois plus faible que celui des éprouvettes standard pour les mêmes niveaux de contraintes. Ceci n'est toutefois pas confirmé pour les contraintes les plus faibles. Deux essais de fluage ont été réalisés sur des éprouvettes pré-fatiguées à 550°C pour étudier l'effet de l'état de la matrice sur la résistance au fluage. Un temps à rupture deux fois plus faible a été observé à 600°C sur une éprouvette pré-fatiguée comparée à une éprouvette standard pour le même niveau de contrainte. Cet effet n'a pas été observé à 650°C pour les contraintes faibles. Des éprouvettes entaillées ont été également utilisées pour étudier l'influence du taux de triaxialité des contraintes sur le développement de l'endommagement par fluage. Pour des temps de fluage comparables, l'endommagement est plus développé dans une éprouvette entaillée que dans une éprouvette lisse. Un modèle mécanique qui prend en compte l'évolution métallurgique de l'acier a été développé pour estimer la résistance au fluage " à long terme " de l'acier Grade 92 à 600°C et 650°C. Le modèle prend également en compte le taux de triaxialité des contraintes. A ce titre, il peut être utilisé pour estimer la durée de vie des composants en service ou pour analyser les composants avec une géométrie complexe qui serait plus sensible au développement de l'endommagement par fluage, du fait d'une triaxialité des contraintes plus élevée
9-12%Cr tempered martensite steels are used for high temperature (400-600°C) especially applications in components of fossil power plants, such as tubes, pipes, heaters. These components are exposed to creep, thermal aging, fatigue, oxidation, corrosion. The development of advanced heat resistant steels with improved long-term creep strength relies on a better understanding of the long-term microstructural evolution and of its influence on the creep strength. This study aims at better understanding of the effect of microstructural evolution on long-term creep strength at 600°C and 650°C of a Grade 92 steel. There are rather few published data on the microstructure of the Grade 92 steel after long-term creep or thermal aging exposure (times higher than 10,000h) both at 600°C and 650°C. Thus, in a first part, P92 steel specimens that had been creep tested for times up to 50,000h at 600°C and 650°C were investigated using transmission electron microscopy on extractive replicas of precipitates, scanning electron microscopy and electron backscatter diffraction to get data on the microstructure of the Grade 92 steel after long-term exposure. These investigations revealed significant precipitation of Laves phases, recovery of the matrix and little precipitation of modified Z-phase. A quantification of the Laves phases and creep damage were realized by image analysis of scanning electron micrographs. Significant precipitation of Laves phase and recovery of the matrix seem to be the most prominent microstructural degradation mechanisms. To separately investigate the effect of each of these two mechanisms on creep strength, creep tests were conducted on thermally aged and thermo-mechanically prepared creep specimens. Creep tests were also conducted on notched specimens. Thermally aged creep specimens enable to study the effect of large Laves phases on the creep strength. A time to rupture four times lower was observed on the aged creep specimens compared to a standard creep test for same testing conditions. This seems not be confirmed, however, at low stresses. Two creep specimens thermo-mechanically prepared by creep-fatigue prestraining at 550°C were used to study the effect of the matrix substructure on the creep strength. A time to rupture twice lower was observed at 600°C (short-term creep) on a thermo-mechanically prepared creep specimen compared to a standard one for the same testing conditions. No such effect was detected at 650°C in the low stress regime. Creep tests were also conducted on notched specimens with various notch shapes to study the effect of stress triaxiality on creep damage. In notched specimens higher amounts of creep damage were observed compared to smooth specimens for similar testing time. A finite element mechanical model coupling microstructural evolution and creep damage was proposed to estimate the long-term creep strength of the Grade 92 steel at 600°C and 650°C. The model taking stress triaxiality into account might also be used to estimate the remaining life of service components and to analyze service components with complex geometry more sensitive to creep damage due to stress triaxiality

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El, Ghazal Hayat. « Etude des propriétés microstructurales et mécaniques des aciers 16NiCrMo13 cémenté et 32CrMoV13 nitrure : application à la prévision de leur limite d'endurance en fatigue de roulement ». Lyon, INSA, 1999. http://www.theses.fr/1999ISAL0043.

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Résumé :

Nous avons étudié les profils de propriétés microstructurales et mécaniques des aciers 16NiCrMo13 cémenté et 32CrMoV13 nitrure. L'acier cémenté présente une structure martensitique, alors que le matériau nitrure est à l'état ferritique durci par de très fins précipités dont les propriétés ont été étudiées au MET. Pour déterminer le profil de propriétés microplastiques, nous avons développé, à l'aide de simulation par éléments finis, une méthode originale d'identification de la loi d'écrouissage basée sur des essais de nano-indentation. L'étude de l'endommagement en fatigue de roulement en conditions élasto-hydrodynamiques, montre que celui-ci se développe au voisinage des carbures apparaissant au cours de la cémentation dans le 16NiCrMoV13 nitrure, l'endommagement n'apparaît que pour des pressions de contact très élevées. Il débute au sein de la zone la plus sollicitée en sous-couche, qui subit une évolution microstructurale en cours de fatigue. Enfin, nous avons calculé la borne inférieure de la limite d'endurance de ces matériaux, à partir des mécanismes d'endommagement observés. Cette détermination est basée sur la comparaison entre le profil de la scission de friction, contrôlant le mouvement des dislocations, et le profil de la cission de Tresca locale résultant de la pression de contact calculée en prenant en compte, dans le cas des aciers cémentés, la présence de carbures
The microstructural and mechanical properties profiles of 16NICR. MOl3 carburized and 32CrMoV13 nitrided steels have been studied. The carburised steel exhibits a martensitic structure whereas the nitrided steel is ferritic and hardened by thin precipitates which properties have been studied by T. E. M. . To characterise microplasticity properties profiles, we have developed, by means of finite elements calculations, an original method to identify the work hardening law from nano-indentation tests. A study of rolling contact fatigue behaviour of these steels, under elasto-hydrodynamic conditions, shows that, for the carburised steel, damage starts from carbides formed during the carburizing process. For the nitrided steel, damage has only been observed for very high contact pressures. It devewps within the most stressed area under the surface, which undergoes a microstructural evolution during fatigue. Finally, we have calculated a wwer bound of the fatigue limit of these materials from damage mechanisms that have been observed. These calculations are based on the comparison between the friction limit profiles, controlling dislocations movements, and the Tresca shear stress profile resulting from contact pressure and taking into account the carbides influence in the case of carburised steels

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Dusserre, Gilles. « Sollicitations thermomécaniques dans un moule en acier inoxydable martensitique moulé au cours du cycle de pressage de verre ». Toulouse 3, 2006. http://www.theses.fr/2006TOU30216.

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Résumé :

Le procédé de pressage de verre consiste à mettre en forme une paraison de verre par écrasement entre deux outils. L'utilisation de moules en acier inoxydable moulé permet une réduction du prix de revient de l'outillage, mais cela s'effectue au détriment de la durée de vie des moules creux qui s'endommagent à partir de défauts de fonderie, des micro-retassures présentes aux points triples des joints inter-dendritiques. Cette thèse est une contribution à l'amélioration de la durée de vie de ces outillages. L'objectif est de déterminer les sollicitations thermomécaniques dans le moule au cours du cycle de pressage de verre Pyrex®. Les sollicitations sont de deux types : les contraintes dues au gradient de dilatation thermique lors du transfert de chaleur du verre au moule et les contraintes de surface générées par l'écoulement du verre. L'instrumentation d'un moule industriel en vue de la mesure in-situ de températures en service fournit des informations sur le procédé (temps de cycle, températures de service…) et permet, par méthode inverse, d'estimer le flux de chaleur reçu ou cédé par le moule au cours du cycle. Une loi viscoélastique en grandes déformations est proposé et identifié à partir d'essais de compression d'échantillons cylindriques de verre. Le procédé industriel de mise en forme est ensuite simulé en utilisant le modèle identifié précédemment dans le but de déterminer les contraintes normales et tangentielles exercées par le verre sur le moule au cours du pressage. Un modèle de comportement est identifié pour prendre en compte l'adoucissement caractéristique des aciers martensitiques lorsqu'ils sont soumis à un chargement mécanique cyclique. Les modèles, mesures et résultats de calculs mentionnés ci-dessus sont enfin utilisés pour calculer l'évolution du champ de contraintes dans le moule au cours du cycle de pressage en tenant compte au mieux des conditions réelles d'utilisation du moule. Cette mise en données est le point de départ d'une étude paramétrique numérique destinée à étudier l'influence des conditions d'utilisation de l'outillage sur les sollicitations thermomécaniques dans le moule
Glass pressing process is a forming process in which a glass gob is squeezed between two tools. The use of cast stainless steel moulds instead of wrought steel allows a decrease of the tooling costs, but the life time of the hollow mould is consequently decreased. The damages usually take place at the triple junction of dendrites. This thesis is a contribution to the improvement of these tools life time. The aim is to determine the thermomechanical loads of the mould during a glass pressing cycle. Two types of loading exist : the thermal stresses caused by the gradient of thermal dilatation caused by the heat transfer at the glass and mould interface and the superficial stresses caused by the flow of the glass along the surface of the die. An instrumentation of an industrial mould has been realized in order to measure the temperatures in the industrial context and inform about the process (time cycle, use temperature…). An inverse method has been used to estimate the heat flux density at the surface of the tool during the cycle. A high strain viscoelastic law is proposed and identified from compression tests with cylindrical glass samples. The industrial forming process is then simulated using this new rheological law in order to determine the normal stresses on the mould while pressing

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Ye, Changqing. « Fragilisation de l’acier martensitique T91 par l’eutectique liquide Plomb-Bismuth ». Electronic Thesis or Diss., Lille 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LIL10059.

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Résumé :

Les aciers martensitiques Fe9Cr1MoNbV (acier T91) sont des bons candidats pour les composants des réacteurs nucléaires de Génération IV ou pour les réacteurs hybrides. Ces technologies employant des métaux liquides, la fragilisation par métal liquide est un problème pour l’intégrité des structures. Ce travail de thèse est une contribution à l’étude de la sensibilité de l’acier T91 en présence de l’eutectique Pb-Bi (LBE). L’approche, fortement expérimentale, a pour but de déterminer qualitativement et quantitativement les paramètres les plus pertinents pour déclencher la fragilisation. Une unité de purification de l’eutectique Pb-Bi a été conçue et construite au laboratoire pour retirer l’oxygène de l’eutectique Pb-Bi. Des essais mécaniques de type Small Punch Test, flexion 3 points et traction monotone ont pu être réalisés dans l’eutectique à faible teneur en oxygène dans une cellule d’essais à atmosphère contrôlée. L’acier T91, après avoir reçu son traitement thermique standard, s’est montré très sensible à la fragilisation par l’eutectique Pb-Bi à 300°C quand la vitesse de chargement était très faible aussi bien dans l’eutectique saturé ou appauvri en oxygène. Il s’avère que la vitesse de sollicitation est le facteur clé et la teneur en oxygène un facteur accélérateur de la fragilisation. Le mécanisme de fragilisation par l’eutectique Pb-Bi repose sur une diminution de l’énergie de surface et une diminution des forces de cohésions suite à l’adsorption des atomes Pb et Bi en fond de fissure. Une vitesse de déformation lente favorise la séquence oxydation-rupture du film d’oxyde qui se produit périodiquement au cours de la déformation
Martensitic T91 steel is designated to constitute structural material for both Generation IV nuclear reactors and the high temperature components of future accelerator driven system (ADS) which employ liquid metals. The liquid LBE embrittlement of is one of the critical issues for the compatibility between the structural material T91 steel and the liquid metal. This thesis research has estimated the embrittlement sensitivity of T91 steel in liquid LBE qualitatively and quantitatively. A specific unit of LBE purification has been manufactured to remove oxygen from LBE. Special setup of Small Punch Test, three-point bending test and tensile test, have been developed in the laboratory to perform mechanical tests in low oxygen LBE inside an environmentally controlled atmosphere cell. T91 steel is a ductile material even when stressed in LBE but there exists a set of conditions which results in ductile to brittle transition. T91 steel has appeared very sensitive to liquid LBE embrittlement at 300°C when it very slowly loaded as well in oxygen saturated LBE as in low oxygen LBE even in the standard heat treatment. In addition, low oxygen content in LBE accelerates this brittle damage. Surface defects play a role when their size is of the order of a few grain sizes. The fracture toughness for T91 steel in liquid LBE can be just half of that in air. The mechanism of liquid LBE embrittlement of T91 is based on the reduction of both the values of interatomic bonds cohesive strength and of surface energy. Straining very slowly the material is supposed to favour oxidation-oxide film rupture sequences which allows real adsorption at crack tip and then propagation of brittle crack

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Herny, Emilie. « Caractérisation mécanique et étude des mécanismes de vieillissement thermique et thermomécanique de l'acier inoxydable martensitique 15-5PH, soudé par faisceau d'électrons ». Toulouse, INPT, 2006. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00001914/01/herny.pdf.

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Résumé :

L'acier inoxydable martensitique à durcissement structural 15-5PH est utilisé dans l'industrie aéronautique pour la fabrication d'éléments de structure qui peuvent être exposés à des vieillissements thermiques et thermomécaniques susceptibles de dégrader ses propriétés. L'objectif de cette étude est de caractériser les propriétés mécaniques de l'acier soudé par faisceau d'électrons et vieilli dans des conditions représentatives du fonctionnement réel des pièces. Les examens microstructuraux de la structure vieillie ont permis d'identifier les mécanismes responsables de la dégradation des propriétés mécaniques de l'acier. La décomposition spinodale de la martensite est à l'origine de la fragilisation observée. Des essais de vieillissement sous contrainte ont aussi été entrepris dans le but de mettre en évidence l'effet de ce paramètre sur le vieillissement. L'interprétation des résultats de cette étude permet d'envisager des solutions remédiant à ce problème
In aircraft industry, 15-5PH precipitation hardening martensitic stainless steel is used to manufacture structural parts susceptible to thermal and thermomechanical ageing in service. The objective to the study is to characterize the mechanical properties of the electron beam welded steel after ageing. The microstructural investigations of the aged alloy allow to identify the mechanisms responsible for the degradation of the mechanical properties. The spinodal decomposition of the martensite is at the origin of the embrittlement. Ageing tests under applied stress tests have been performed to evaluate the effect of stress on the ageing kinetics and to identify the microstructural mechanisms involved. Finally, the level of understanding reached at the end of the study, allows to suggest corrective actions to avoid the detrimental effect of ageing

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Bénéteau, Adeline. « Étude in situ des évolutions microstructurales d'un acier inoxydable martensitique à l'azote au cours d'une succession de traitements thermiques ». Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2007. http://www.theses.fr/2007INPL016N/document.

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Résumé :

L’acier inoxydable martensitique à l’azote XD15NW (Fe–15,5%Cr–0,4%C–0,2%N–1,7%Mo–0,3%V) est un candidat attractif pour les bagues de roulement des moteurs spatiaux. Il possède de bonnes propriétés mécaniques et une bonne résistance à la corrosion grâce à l’azote qui contribue à la formation de précipités de petite taille dans une matrice à grains fins. Nous avons étudié les évolutions microstructurales de cet acier au cours d’une succession de traitements thermiques: austénitisation et trempe, revenu, traitement de surface par induction. Outre les techniques usuelles d’analyse microstructurale (MEB, MET, dilatométrie), nous avons utilisé la diffraction des rayons X de haute énergie in situ (rayonnement synchrotron). Cette technique nous a permis d’obtenir les cinétiques d’évolution des phases en fonction de la température et du temps, les gradients de microstructure au sein de pièces traitées par induction en surface et les évolutions de paramètres de maille des phases
The nitrogen martensitic stainless steel XD15NW (Fe–15,5%Cr–0,4%C–0,2%N–1,7%Mo–0,3%V) is an attractive candidate for the bearing rings of the space engines turbopumps. It owns good mechanical properties and a good corrosion resistance thanks to the nitrogen which contributes to the formation of little size precipitates in a fine grains matrix. The microstructural evolutions of this steel during a succession of thermal treatments were studied: austenitisation and quenching, tempering, induction surface heat treatment. In addition to the usual techniques of microstructural analysis (SEM, TEM, dilatometry), the in situ high energy synchrotron X-ray diffraction was used. It allowed to obtain the evolution kinetics of the phases as a function of temperature and time, the microstructural gradients in induction treated samples and the lattice parameters evolutions which are linked to the chemical composition or the internal stresses evolutions of the phases

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Thèses sur le sujet « Acier martensitique »

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