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Thèse soutenue

Étude expérimentale et analyse numérique de l'influence des hétérogénéités induites par la déformation à froid sur la recristallisation primaire d'un acier IF-Ti

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Auteur / Autrice : Philippe Erieau
Direction : Colette Rey
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique et matériaux
Date : Soutenance en 2003
Etablissement(s) : Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris

Résumé

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Ce travail se situe dans la thématique de l'influence des procédés de mise en forme sur le comportement des matériaux métalliques. La thèse a consisté à étudier le développement d'hétérogénéités induites par la déformation au cours du laminage, ainsi que leur effet sur la germination et la croissance de nouveaux grains. La caractérisation du comportement mécanique et de recuit a permis d'identifier les lois de comportement et de recuit. L'étape suivante a consisté, à l'aide du maillage 3D d'agrégats cristallins et d'une loi de comportement du monocristal intégrée dans la méthode des éléments finis, à étudier l'influence de l'interaction intergranulaire 3D, en compression plane, sur le développement des hétérogénéités. Cet effet est faible, d'où la possibilité d'effectuer des calculs 2D représentatifs. Pour simuler la recristallisation, un intérêt a été porté à l'estimation de l'énergie stockée. Il est montré que le travail plastique ne représente pas cette énergie, au contraire de la densité de dislocations. Différents types d'hétérogénéités ont ensuite été étudiés, à l'aide de calculs éléments finis, et ont été comparés à des résultats de la littérature. Il a été montré qu'une forte déformation locale n'est pas toujours associée à une forte énergie stockée, ou à un fort gradient d'orientation. L'effet résultant en recristallisation est discuté. Ensuite, une comparaison du champ d'orientation a été effectuée entre les déformations expérimentale et numérique d'un agrégat, et un très bon accord est trouvé. Le recuit expérimental de l'agrégat est effectué, et les microstructure et texture résultantes sont comparées aux résultats d'un calcul Monte Carlo prenant les résultats éléments finis comme données initiales. Un accord qualitatif est obtenu, et permet de dégager l'importance du gradient d'énergie, d'orientation et du voisinage sur la germination et la croissance des grains, et sur le développement des texture et microstructure recristallisées.