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Thèse soutenue

Comportement et ténacité d'alliages d'aluminium à haute résistance

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Auteur / Autrice : Philippe Achon
Direction : André Pineau
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences appliquées
Date : Soutenance en 1994
Etablissement(s) : Paris, ENMP

Résumé

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La modélisation des phénomènes de rupture ductile des alliages d'aluminium a haute résistance, est abordée ici a l'aide de l'approche locale. Dans cette approche, on établit des relations quantitatives entre les propriétés mécaniques globales de rupture (la ductilité) ou de ténacité (K#I#C ou J#I#C), les lois de comportement du matériau dépendantes des traitements thermomécaniques qu'il a subi, et les paramètres métallurgiques contrôlant la rupture ductile (nature, forme et répartition des composes intermétalliques). L’étude a été entreprise sur une famille d'alliages (série 7000) se présentant sous forme de tôles fortes, laminées a chaud, avec des niveaux de pureté différents (7075-7475) et ayant subi plusieurs traitements thermiques (t3, t6, t73). Nous décrivons les microstructures puis l'étude de métallographie quantitative effectuée sur les composes intermétalliques. Les premiers essais de caractérisation mécanique nous ont révélé une anisotropie du comportement plastique des alliages que nous décrivons à l'aide des coefficients de Lankford. La modélisation de cette anisotropie est ensuite effectuée a partir du modèle phénoménologique de Hill, puis a l'aide d'un modèle micromécanique tenant compte de la texture cristallographique. L’étude expérimentale entreprise, nous permet d'observer les mécanismes physiques et de quantifier les paramètres métallurgiques de chacune des étapes de la rupture ductile. Une modélisation a partir de la mécanique des milieux poreux, ou la porosité est décrite a partir des regroupements des composes intermétalliques sous forme d'amas, nous permet d'obtenir une adéquation satisfaisante avec l'expérience. Les essais de ténacité sont réalisés sur des éprouvettes de mécanique de la rupture, selon différents sens de prélèvement. Les examens microfractographiques effectues sur les surfaces de rupture nous indiquent que la répartition spatiale des composes intermétalliques gouverne la propagation de la fissure. Les trois modèles proposes, tenant compte de cette répartition, présentent un degré croissant de sophistication, et offrent des résultats en bon accord avec les données expérimentales.