Etude de la distribution des contraintes d'ordre i et ii par diffraction des rayons x dans un acier perlitique

Study of the distribution of the ist and 2nd order stresses by x ray diffraction in a pearlitic steel

• Auteur / Autrice : MOHAMMED BELASSEL
• Direction : Jean-Lou Lebrun
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Paris, ENSAM

Résumé

L'etude a porte sur un acier eutectoide utilise dans les rails de chemin de fer. Il presente une structure eutectoide (perlitique) constitue de lamelles de ferrite et de cementite. Cet acier donc est classe parmi les biphases fe/fe#3c (composite) de point de vue structure et proprietes. Les proprietes de la cementite sont mal connues et son etude experimentale est delicate a cause de sa faible fraction volumique dans la perlite. Les contraintes ont ete etudiees par diffraction des rayons x, dans la phase ferritique sous chargement uniaxial, biaxial, en monotone et en alterne durant la charge et apres decharge. Ces contraintes peuvent etre dues d'ordre i a l'echelle macroscopique ou d'ordre ii a l'echelle microscopique. Pour certains cas les contraintes ont ete etudiees dans la phase cementite en utilisant le rayonnement synchrotron. Les resultats ont ete obtenus en utilisant des methodes experimentales et theoriques (calculs micromecaniques, modeles de couplage mecanique-thermique-transformation de phase). Ils montrent que, dans le domaine elastique, les contraintes determinees dans la ferrite sont egales a celles dans la perlite. Dans le cas des pieces massives (avec gradient thermique), les contraintes determinees dans la ferrite sont d'ordre i. Dans le cas d'une deformation plastique de tres importantes contraintes de 2eme ordre apparaissent. La presence des contraintes residuelles d'ordre ii conduit a un effet bauschinger important et conditionne la duree de vie du materiau en fatigue. Le comportement de la cementite a ete montre fragile dans le cas de la structure globulaire et il peut etre elastoplastique dans le cas des structures lamellaires suffisamment fines