Thèse soutenue

Relation entre la microstructure et les propriétés d'acier superduplex inoxydable : influence de la topologie et de la fraction de phases
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Auteur / Autrice : Mohammed ali Lakhdari
Direction : Muriel VéronHugo Van Landeghem
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Matériaux, Mécanique, Génie civil, Electrochimie
Date : Soutenance le 17/12/2020
Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble ; 2008-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Science et ingénierie des matériaux et procédés (Grenoble)
Jury : Président / Présidente : Sabine Denis
Examinateurs / Examinatrices : Laurent Delannay, Jean-Denis Mithieux, Alexis Deschamps
Rapporteurs / Rapporteuses : Alain Hazotte, Olivier Castelnau

Mots clés

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Résumé

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Les aciers duplex sont des matériaux biphasés constitués d’austénite et de ferrite à parts égales. Ils combinent de bonnes propriétés mécaniques avec une excellente résistance à la corrosion, faisant d’eux une alternative à moindre coût aux aciers austénitiques conventionnels. La compréhension de la relation entre la microstructure et le comportement mécanique de ces nuances constitue une étape importante dans l’optimisation de leurs propriétés de services. Le superduplex industriel présente une microstructure qui se démarque des autres produits inoxydables de multiples façons : taille, morphologie, fraction de phase et texture. Le but est ici d’identifier l’effet de ces différentes caractéristiques et comment leur combinaison aboutit aux propriétés finales. A cette fin, trois microstructures modèles présentant des morphologies et distributions de l’austénite différentes ont été élaborées par des traitements thermomécaniques spécifiques. La texture de leur ferrite, caractérisée par la fibre α, présente différentes intensités des orientations cube tourné {100} <011> et {111} <011>. L’écoulement plastique anisotrope s’explique par la texture de leurs phases constitutives. Les limites d’élasticités des alliages composites et des phases les constituant sont du même ordre. Ceci conduit d’abord à une faible influence du taux de phases sur la limite d’élasticité de l’acier superduplex, à l’exception de son rôle dans le contrôle de la taille de la microstructure. La texture de la ferrite et la taille des phases ont un effet prépondérant sur le comportement mécanique de l’acier superduplex alors que celui de leur distribution reste négligeable. Les orientations de la fibre ϒ et notamment l’orientation {111} <112> améliore la résistance mécanique. L’influence de la taille découle d’un effet Hall-Petch, exacerbé par la quantité d’azote dans l’austénite. Les leviers potentiels sur ces caractéristiques microstructurales dominantes représentent les pistes d’amélioration des propriétés mécaniques du superduplex les plus prometteuses.