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Thèse soutenue

Étude du vieillissement et de la fragilisation d'aciers inoxydables austénoferritiques : mise en œuvre de l'essai de microindentation instrumentée

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Auteur / Autrice : Jean-Michel Soro
Direction : Jürgen von Stebut
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique et énergétique
Date : Soutenance en 1997
Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL
Jury : Président / Présidente : Michel Gantois
Rapporteur / Rapporteuse : Jacques Woirgard

Résumé

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On présente un système d'indentation instrumentée dont l'originalité est la mesure différentielle de la pénétration permettant de compenser l'essentiel de la complaisance aux niveaux du bâti et de l'échantillon. Un effort particulier sur la tête de mesure a abouti à une amélioration sensible en matière de stabilité de mesure. Un autre aspect important est la précision de positionnement de l'indenter. On discute en détail les aspects métrologiques de ce type de système (étalonnage, correction du défaut de pointe etc. ) indispensables à une mesure fiable de la micro-dureté et la réponse élastique au niveau du grain. On montre notamment que cette technique est nettement moins sensible à l'anisotropie dans l'orientation cristallographique des différents grains que des systèmes classiques impliquant la mesure optique de la diagonale de l'empreinte. Ce dispositif sert à l'étude du vieillissement des aciers austéno-ferritiques, connus pour leurs bonnes propriétés en fonctionnement à haute température en environnement corrosif. On présente d'abord les mécanismes microstructuraux de démixtion et de précipitation fragilisantes qui se produisent uniquement dans les grains ferritiques et on montre l'analogie dans la cinétique de perte de résilience et l'accroissement de la dureté de la seule phase ferritique. On montre alors la parfaite adéquation de l'indentation instrumentée comme microsonde mécanique pour mettre en évidence ce durcissement de grains isolés de ferrite dans un alliage austéno-ferritique spécifique. En simulation par éléments finis, on valide le contact bille-plan en régime élastique et on définit les bases nécessaires à l'évaluation, en régime élastoplastique, de la taille critique d'indentation sans qu'il y ait de perturbation par la phase austénitique environnante.