Elaboration de matériaux composites à matric Titane et à nano-renforts TiC et TiB par différents procédés de métallurgie des poudres : frittage par hydruration/dehydruration et déformation plastique sévère (Equal Channel Angular Pressing (ECAP))

Processing of titanium-based composite materials with nanosized TiC and TiB reinforcements using different powder metallurgy processes : hydrogenation/dehydrogenation sintering, and severe plastic deformation (Equal Channel Angular Pressing ECAP)

• Auteur / Autrice : Matthieu Bardet
• Direction : Jean-François Silvain, Jean-Marc Heintz, Kenong Xia
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physico-Chimie de la Matière Condensée
• Date : Soutenance le 18/03/2014
• Etablissement(s) : Bordeaux en cotutelle avec University of Melbourne
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie de la matière condensée de Bordeaux (Pessac)
• Jury : Président / Présidente : Mario Maglione
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Louis Bobet, Wei Xu
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Joël Douin, Guy Dirras

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plasticité

Métallurgie des poudres

Analyse EBSD

Microstructure (physique)

Composites

Titane

Mots clés libres

Déformation plastique sévère

ECAP

Hydruration

Déshydruration

Composites

Titane

Nano-renforts

EBSD

Microstructures

Severe Plastic Deformation

ECAP

Hydrogenation

Dehydrogenation

Composites

Titanium

Nanoreinforcements

EBSD

Microstructures

Résumé

Les composites à matrice Titane avec des renforts nanométriques présente des améliorations intéressantes quant aux propriétés mécaniques, sans affecter la ductilitédu matériau. Ce travail de thèse se concentre sur l’élaboration et la caractérisation dematériaux composites de Titane obtenus par deux différents procédés de métallurgie despoudres : La densification par déformation plastique sévère utilisant l’ECAP (Equal ChannelAngular Pressing) et les procédés de frittage par hydrogénation/déshydrogénation (HDH).L’ECAP est un procédé de densification rapide utilisant la déformation plastique desmatériaux, se faisant à relativement basse température. Les procédés HDH utilisent ladéshydrogénation du titane comme un levier sur les mécanismes de frittage. Les différentsnano-renforts utilisés dans ces travaux sont les particules sphériques de TiC et les aiguillesde TiB. Cette étude montre l’influence de la nature et de la forme des renforts, ainsi que duprocédé de métallurgie des poudres utilisé, sur les propriétés et la microstructure final desmatériaux denses.

Titanium based composites using nano-sized reinforcements are goodcandidates for the improvement in mechanical properties without affecting ductility. Thisstudy is dedicated to fabrication and characterisation of Ti-based composites using twodifferent powder metallurgy processes: Densification using severe plastic deformation viaEqual Channel Angular Pressing (ECAP) and Hydrogenation/Dehydrogenation (HDH)sintering processes (pressureless sintering and hot pressing).ECAP is a fast process basedon a severe plastic deformation of material at relatively low temperature. HDH processes usethe dehydrogenation of Ti as a leverage of the sintering. The different nanosizedreinforcements used in this study are the TiC spherical particles and the whisker shaped TiB.This study shows the influence of either the reinforcement nature and type, and the powdermetallurgy processes used, on the final microstructure and properties of the dense materials.