Caractérisation et modélisation de la précipitation du carbone de niobium et du cuivre dans les aciers bas carbone

Characterization and modelling of niobium carbide and copper precipitation in low carbon steels.

• Auteur / Autrice : Fabien Perrard
• Direction : Patricia Donnadieu, Alexis Deschamps
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et génie des matériaux
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Résumé

La précipitation de NbC dans les aciers bas carbone permet une amélioration conséquente des propriétés mécaniques. Cependant, aucune caractérisation quantitative détaillée de cette précipitation n'est disponible à ce jour. Cette étude porte sur le suivi des cinétiques de précipitation de NbC dans la ferrite, pour deux alliages Fe-Nb-C modèles. La fraction volumique précipitée ainsi que le rayon moyen sont suivis par diffusion centrale des neutrons, alors que la morphologie et la localisation des précipités sont déterminées par microscopie électronique en transmission. Un modèle spécifique de précipitation est développé, prenant en compte le rôle des dislocations comme sites préférentiels de germination et courts-circuits de diffusion. En complément, l'étude de la précipitation dans un alliage modèle Fe-Cu nous a permis de progresser dans la compréhension des phénomènes de germination et de précipitation anisotherme.

NbC precipitation in low carbon steels provides an effective way to increase the mechanical properties. However, no detailed quantitative characterization of this precipitation is available at this date. In this study, NbC precipitation kinetics in ferrite are investigated for two Fe-Nb-C model alloys. The volume fraction and precipitate size are followed by small-angle neutron scattering measurements. Precipitate morphology and localization are determined by transmission electron microscopy observations. A specific precipitation model is developped which quantifies the role of dislocations as preferential nucleation sites and short-circuit diffusion paths. In addition, study of precipitation kinetics in a model Fe-Cu alloy has been carried out in order to improve the understanding in the nucleation stage and in non-isothermal precipitation kinetics.