Etude expérimentale et théorique des propriétés élastiques et micro plastiques des composites à matrice métallique à renfort sous forme de particules

= Experimental and theoretical study of elastic and micro plastic properties of particulate reinforced. Metal matrix composites

• Auteur / Autrice : Ronald Hamann
• Direction : Roger Fougères
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des matériaux
• Date : Soutenance en 1992
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : GEMPPM - Groupe d’Etudes de Métallurgie Physique et de Physique des Matériaux (Lyon, INSA ; 1975-2007)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Aluminium -- Alliages

Composites à matrice métallique

Résumé

Une analyse bibliographique des modèles de comportement mécanique est effectuée. On remarque en particulier que la plupart de ces modèles utilisent l'hypothèse suivante:'' le champ de contraintes moyen dans la matrice contrôle le comportement du composite''. L'évaluation de la limite d'élasticité de la matrice des composites est également discutée. Des résultats expérimentaux originaux obtenus sur des composites constitués par une matrice en alliage d'aluminium n° 6061 renforcée par des particules en carbure de silicium sont alors présentés. On constate que la limite d'élasticité la plus fine en compression est inférieur à celle en traction, alors que la situation est inversée pour les limites d 1 élasticité conventionnelles. Ces résultats sont interprétés en prenant en compte les champs de contraintes locaux à proximité des particules de renfort, et non pas uniquement le champ de contraintes moyen dans la matrice comme cela est fait usuellement. Une nouvelle approche, basée sur l'analyse du mouvement des dislocations et appliquée au refroidissement en fin du revenu de précipitation est alors présentée. Les modélisations de constantes thermoélastiques sont également revues, et une méthode de calcul itérative basée sur l'analyse d'Eshelby est développée. Suivent des annexes détaillées concernant entre autres le calcul des contraintes internes par la méthode d'Eshelby et ses extensions, ainsi que les modèles de durcissement des alliages.

Models for the mechanical behaviour of composite materials are reviewed and ana1ysed. Most of theses models use the following hypothesis: '' The composite behaviour depends an the average stress field in the matrix'', Calculations of the matrix yield stress of the composites are also given. New experimental results about the microplastic behaviour are shown. The fist yielding in compression is lower than the tension one. Contrary ta conventional pro of stresses The se results are interpreted by taking iota account local stress fields near particles, and not only the average stress field in the approach, based on an analysis of dislocation movements reinforcement matrix A new and applied to the cooling at the end of the ageing treatment is presented Modelling of thermoelastic constants is also reviewed , and a new iterative Eshelby type method is presented Appendices concern calculations of internal stresses with the Eshelhy method and its extensions, and Strengthening of alloys. Tests were performed on an aluminium alloy n° 6061 reinforced with silicon carbide particles.