Development of dislocation structures in steels : relation with mechanical properties

• Auteur / Autrice : Genichi Shigesato
• Direction : Edgar Rauch
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et génie des matériaux
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Mots clés

Mots clés contrôlés

Propriétés mécaniques

Acier

Science des matériaux

Résumé

L'étude concerne le comportement mécanique ainsi que l'évolution de la microstructure de dislocations d'un acier ferritique contenant 1,5% de cuivre a différents taux de précipitation et déformé par cisaillement. Le vieillissement induit un durcissement par précipitation et les comportements mécaniques des différentes nuances sont analysés pour des tailles de précipités variant de 1 à 10 nm. Des observations menées en microscopie électronique en transmission montrent qu'il n'existe pas de relation bijective entre la microstructure de dislocations et le taux de déformation plastique. Ceci démontre que la formation de la microstructure de dislocations est subordonnée aux interactions entre dislocations et qu'elle peut être retardée par le niveau de la contrainte appliquée. Les évolutions des désorientations locales (mesurées par une procédure automatisée d'indexation de clichés de diffraction) en fonction du taux de déformation ne sont pas corrélées avec la microstructure de dislocations. Finalement, une modélisation numérique par dynamique des dislocations est développée pour calculer l'effet de la distance entre précipités sur le taux d'annihilation entre dislocations.

The mechanical behaviour and the evolution of the dislocation substructure of 1. 5% Cu added ferritic steels with various aging time are investigated after shear deformation. The aged materials are hardened by sm ail copper precipitates «1 Onm). The hardening behaviours for precipitate sizes ranging from 1 to 10 nm are analysed. Transmission electron microscopy observation show that the dislocation microstructure is not uniquely related to the strain rate or the level of the cumulated strain. This indicates that the patterning is promoted by the dislocation mutual interactions and delayed with the applied stress level. The evolution of the local misorientations measured by automatic orientation indexing procedure shows also that they are not correlated with the dislocation substructure aspect. Finally, a numerical modelling based on 3D discrete dislocation dynamics is developped in order to compute the effect of the precipitate distance on the dislocation annihilation rate.