Anomalie plastique de l'alliage Fe-40Al ordonné B2

Yield strength anomaly of the fe-40Al ordonné B2

• Auteur / Autrice : Olivier Calonne
• Direction : François Louchet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et génie des matériaux
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Grenoble INPG en cotutelle avec Saint-Etienne, EMSE

Résumé

Nous avons caractérisé le comportement plastique du Fe-40A1 ordonné B2. Ce matériau présente la particularité de posséder une limite d'élasticité qui augmente dans une gamme de températures ("anomalie de la limite d'élasticité"). Cette anomalie est accompagnée d'une sensibilité nulle de la contrainte d'écoulement à la vitesse de déformation dans la même gamme de températures. Ces deux singularités sont généralement indissociables et peuvent s'expliquer par un épuisement thermiquement activé des dislocations mobiles. Au cours de ce travail, nous avons tout d'abord caractérisé le matériau de façon macroscopique ; cette partie constitue les fondations de notre étude. Ensuite, grâce à l'emploi de monocristaux, nous avons travaillé à comprendre la géométrie du glissement en fonction de la température. Enfin, nous avons détaillé la microstructure à l'échelle des dislocations par microscopie électronique en transmission post-mortem et in situ. Nos résultats ont montré que l'anomalie de la limite d'élasticité résulte de l'épuisement des superdislocations par formation de tubes de parois d'antiphase dus à l'absorption de lacunes : l'activation thermique de cet épuisement provient de la dépendance directe du nombre de tubes formés à la concentration en lacunes qui est une fonction croissante de la température. Par ailleurs, la présence d'un pic d'anomalie peut s'expliquer par le mécanisme de décomposition des superdislocations qui alimente le matériau en dislocations ordinaires non sujettes au mécanisme de création de tubes. L'épuisement des superdislocations semble être le facteur qui catalyse la décomposition. Nous avons proposé des bases pour un modèle de type épuisement/multiplication. En considérant un mécanisme classique de multiplication de type Franck-Read, nous parvenons à exprimer la contrainte d'écoulement en fonction de la température et nous montrons qu'il en résulte une anomalie. Par ailleurs, en supposant que le bore modifie l'énergie de migration des lacunes, nous proposons une analyse qui explique le rôle de cet élément par augmentation du rayon de capture des lacunes par les superdislocations mobiles.