Etude de l'heterogeneite des contraintes residuelles et appliquees dans un acier austenoferritique. Modelisation polycristalline et analyse experimentale par diffraction des rayons x

Residual and applied stresses heterogeneity study in an austeno-ferritic steel. Polycrystalline modelling and x-ray diffraction experimental analysis

• Auteur / Autrice : Karim Inal
• Direction : Didier Baptiste
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

Le travail de la these s'inscrit dans le cadre de l'etude d'un acier inoxydable austeno-ferritique riche en azote, a caracteristiques mecaniques elevees et possedant une bonne tenue a la corrosion. Les travaux de recherche se sont appuyes sur le developpement de la methodologie de determination des contraintes par diffraction des rayons x et la mise au point d'outils numeriques realistes pour la prevision et/ou l'interpretation de la microstructure et du comportement mecanique du materiau, afin de conduire a une meilleure connaissance des mecanismes de deformation du materiau polycristallin biphase texture. La premiere serie d'experimentation a permis de suivre la distribution des contraintes residuelles en fonction d'une predeformation. La determination des contraintes residuelles (corrigee de la texture) par la methode classique d'analyse mecanique par diffraction des rayons x indique un etat de contrainte de traction dans la phase austenitique et de compression dans la phase ferritique. Ces observations peuvent etre expliquees par la forte teneur en azote dans la phase austenitique qui rend cette derniere plus dure que la phase ferritique. Par la suite, des essais in situ (flexion sur goniometre de diffraction) ont donne la distribution des contraintes internes resultant d'une sollicitation macroscopique et ceci pendant la charge (elasticite puis plastification) et a la decharge. Ces essais ont permis d'apprecier le comportement relatif des deux phases au sein de la structure biphasee. Conjointement, une grande part du travail a consiste a developper un modele pour simuler l'etat de deformations, l'orientation et l'ecrouissage de chaque cristallite du materiau biphase a partir de la description de la microstructure, des mecanismes de deformation et d'un modele de passage micro-macro. Un modele autocoherent elastoviscoplastique approche a permis d'une part, de predire le comportement du materiau pour un trajet de chargement, et d'autre part, par projection sur les volumes diffractants de confronter la distribution des deformations dans chaque phase aux mesures experimentales. Cela a conduit a l'evaluation de la part relative de l'anisotropie elastique, plastique, de l'ecrouissage dans chaque phase et de discuter de leur prise en compte dans le traitement a posteriori des mesures par diffraction des rayons x. La tentative de couplage entre les aspects experimentaux et numeriques s'est averee satisfaisante et a donc permis d'une part, une etude plus complete de la deformation elastique et plastique du materiau austeno-ferritique et d'autre part, l'amelioration de la methode de determination des contraintes par diffraction des rayons x