Thèse soutenue

Recherche de paramètres morphologiques influents pour la prévision des caractéristiques mécaniques d'un acier austénoferritique

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Version(s) validée(s) par le jury

Auteur / Autrice : Laure Messiaen
Direction : Serge Beucher
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences appliquées
Date : Soutenance en 1997
Etablissement(s) : Paris, ENMP

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Les aciers inoxydables austénoferritiques sont couramment utilisés dans l'industrie (nucléaire en particulier) pour leurs bonnes propriétés, notamment mécaniques. Cependant ces aciers sont susceptibles de vieillir en cours d'utilisation à des températures élevées. Comme ces propriétés (résilience, ténacité) sont souvent très dispersées et se dégradent lors du vieillissement, on cherche à les prévoir avec la plus grande précision possible. Pour ce faire on propose d'expliquer une partie de la dispersion observée sur la résilience par des paramètres mesurables, liés à la morphologie biphasée et bipercolée particulièrement complexe de ces aciers. Cette morphologie est d'abord caractérisée à partir de l'observation d'images en 2D et de la reconstitution d'une image en 3D. Parallèlement on précise la genèse de cette microstructure. Au vu des observations et analyses précédentes, les outils classiques de la morphologie mathématique peuvent être utilisés pour quantifier par analyse d'image cette structure et proposer des variables pertinentes. En utilisant un modèle paramétrique pour décrire le comportement de la résilience, on montre l'influence d'un paramètre morphologique - la finesse de la microstructure - sur cette dernière. Dans le cas des produits très vieillis - le plus important en pratique -, le manque de données disponibles ne permet pas de proposer un modèle de résilience qui tienne compte de cette variable morphologique. Un modèle mathématique de la structure 3D du matériau est enfin proposé : une chaîne de Markov homogène de processus spatiaux 3D dont l'évolution dans le temps mime la solidification. La morphologie de la microstructure est ainsi résumée à 8 paramètres. Ce modèle est susceptible d'être couplé avec un modèle de résilience pour élargir ses possibilités de prévision. Il pourrait également être utilisé pour servir de base à des modélisations ultérieures de l'endommagement et de la rupture de matériaux biphasés.