Effet de la pré-déformation sur la précipitation dans des alliages à base d'aluminium : étude expérimentale et modélisation

par Daniel Irmer

Projet de thèse en Sciences et génie des matériaux

Sous la direction de Vladimir Esin.

Thèses en préparation à l'Université Paris sciences et lettres , dans le cadre de Ecole doctorale Ingénierie des Systèmes, Matériaux, Mécanique, Énergétique , en partenariat avec Centre des Matériaux (laboratoire) , MAT - Genèse, Évolution et emploi des Microstructures - GEM (equipe de recherche) et de MINES ParisTech (établissement opérateur d'inscription) depuis le 01-10-2020 .


  • Résumé

    La présente étude concerne l'interaction entre la précipitation et la déformation plastique dans des alliages à base d'aluminium à durcissement structural. Une approche double, à la fois expérimentale et de modélisation, sera adoptée pour étudier la sensibilité des cinétiques de précipitation de phase durcissante aux différents paramètres des traitements thermomécaniques Dans un premier temps, l'effet de la température (sans contrainte appliquée) sera analysé en appliquant des maintiens isothermes de différentes durées. Des analyses post mortem à l'aide de la calorimétrie différentielle à balayage (DSC) et des observations réalisées en microscopie électronique en transmission (MET) permettront d'obtenir la nature des phases ainsi que la distribution de taille de précipités. Ces données seront utilisées par la suite pour construire un modèle de précipitation en fonction de la température et de la durée des traitements isothermes qui servira comme référence pour la suite de l'étude. Dans un second temps, l'effet des précipités statiques sur les microstructures de déformation sera étudié en utilisant des analyses des structures de dislocations réalisées en MET et en microscopie électronique à balayage (MEB). La modélisation des mécanismes physiques ayant lieu permettra la prédiction des évolutions microstructurales. Enfin, l'interaction entre la précipitation dynamique et la déformation plastique sera investiguée et modélisée pour établir une description complète des évolutions microstructurales ayant lieu pendant les traitements thermomécaniques dans les alliages étudiés. Pour certaines conditions expérimentales spécifiques, des cinétiques de précipitation seront étudiées l'aide des expériences de diffraction de rayons X réalisées in situ au synchrotron.

  • Titre traduit

    Effect of prior plastic deformation on precipitation in Al-based alloys: experimental study and modelling


  • Résumé

    The present study deals with the interaction between precipitation and plastic deformation in structural hardening aluminum alloys. An experimental and a modeling approach will be adopted to study the sensitivity of the precipitation kinetics to thermal treatments parameters. Firstly, the effect of the temperature (without any applied stress) will be analyzed by peforming isothermal treatments for different durations. Differential scanning calorimetry (DSC) and transmission electron microscopy (TEM) will be used to access the nature and size distributions of the precipitates. On the basis of experimental results, a precipitation model will be built and will be used for references cases for the rest of the study. Secondly, the effect of static precipitates on deformation microstructures will be studied throw dislocation structures observed with TEM and scanning electron microscopy (SEM). Modelling the observed physical mechanisms will allow a better assessment of microstructural evolutions. Finally, the interaction between dynamic precipitation and plastic deformation will be investigated and modeled to establish a complete description of microstructural evolutions during thermo-mechanical treatments in the studied alloys. For some specific experimental conditions, precipitation kinetics will be studied through synchrotron in-situ X-ray diffraction experiments.