Comportement et endommagement des aciers austéno-ferritiques vieillis : une approche micromécanique

par Stéphane Bugat

Thèse de doctorat en Sciences et Génie des Matériaux

Sous la direction de André Pineau.

Soutenue en 2000

à l'ENSMP .


  • Résumé

    Les aciers austéno-ferritiques, utilisés dans le circuit primaire des réacteurs à eau pressurisée, subissent aux conditions de service un vieillissement thermique qui conduit à une chute importante de leurs propriétés mécaniques. Les études récentes ont montré que l'endommagement de ces aciers vieillis se caractérise par l'apparition de fissures de clivage dans la phase ferritique. Cet endommagement se révèle anisotrope et fortement hétérogène. L'objectif de cette étude est de déterminer l'origine de cette hétérogénéité, et modéliser le comportement et l'endommagement de ces aciers. La première partie est consacrée à la caractérisation morphologique des aciers. La correspondance entre morphologie et microstructure est étudiée grâce à la technique ebsd. Trois échelles de microstructure sont dégagées : l’échelle des lattes (10 microns), l’échelle du bicristal (1 mm), l’échelle du polybicristal (1 cm). Le modèle micromécanique de comportement, développé en seconde partie, s'appuie sur la modélisation de chacune des trois échelles de microstructure via des modeles homogénéisation. Il est optimisé sur des essais mécaniques, et permet d'estimer les champs de contraintes et de déformations moyens pour chaque phase. Des essais micromécaniques, effectués sur des éprouvettes de traction in-situ, sont présentés dans une troisième partie. Ils permettent de caractériser l'apparition de l'endommagement à l’échelle du bicristal. Dans la dernière partie, un modèle d'endommagement est construit. Il se caractérise par une loi de germination des fissures de clivage pour le bicristal, qui utilise les observations et les variables du modèle micromécanique de comportement. Puis, cette loi est couplée avec le comportement du bicristal. Enfin, un modèle de coalescence permet de définir un critère de rupture. Ce modèle d'endommagement est finalement utilise pour prévoir les effets d’échelle, ou simuler les essais de traction in-situ.


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  • Détails : 1 vol. (290 p.)
  • Annexes : 141 réf.

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  • Bibliothèque : Mines ParisTech. Bibliothèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : EMP 149.266 CCL.TH.997
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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : EMP 149.265 CCL.TH. 997
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