Thèse soutenue

Etude de la transformation martensitique et des mécanismes de déformation se produisant dans l’alliage superélastique Ti-24Nb-4Zr-8Sn
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Auteur / Autrice : Yang Yang
Direction : Thierry Gloriant
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences des matériaux
Date : Soutenance le 24/02/2015
Etablissement(s) : Rennes, INSA
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière (Rennes ; 1996-2016)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Sciences Chimiques de Rennes - Institut des Sciences Chimiques de Rennes
: Université européenne de Bretagne (2007-2016)
Jury : Président / Présidente : Joël Douin
Examinateurs / Examinatrices : Thierry Gloriant, Joël Douin, Denis Favier, Yulin Hao, Frédéric Prima, Philippe Castany
Rapporteurs / Rapporteuses : Joël Douin, Denis Favier

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Mots clés libres

Résumé

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Les alliages de titane sont actuellement très utilisés comme implants orthopédiques de part leurs bonnes propriétés mécaniques, leur bonne résistance à la corrosion ainsi que leur excellente biocompatibilité. Cependant, l’alliage Ti-6Al-4V qui est le plus utilisé présente un module d'élasticité élevé (110GPa), ce qui peut provoquer le phénomène de « stress shielding » et finalement causer l’échec de l’implantation. De plus, l’utilisation à long terme de ce type d’alliage est remise en question à cause de la présence de certains éléments (Al et V) considérés comme cytotoxiques et/ou allergènes. Les alliages -métastables à base de titane peuvent être des candidats de remplacement intéressants grâce à l’addition d'éléments biocompatibles tel que Nb, Zr et Sn.L'alliage superélastique biocompatible de composition Ti-24Nb-4Zr-8Sn (% massique) a été étudié dans le cadre de cette thèse. Cet alliage montre des propriétés intéressantes telles qu’un bas module d’élasticité, une résistance mécanique élevée et une ductilité relativement importante.Dans ce travail de thèse, différents traitements thermomécaniques ont été réalisés afin d’obtenir des textures cristallographiques différentes. Les influences de changement de texture sur les propriétés mécaniques et la superélasticité ont été ainsi préalablement étudiées. La transformation martensitique a été caractérisée par des essais in situ de diffraction des rayons X sous rayonnement synchrotron (SXRD) pendant une sollicitation mécanique et par analyse mécanique dynamique (DMA) sous différentes contraintes statiques. De plus, les microstructures de déformation ont été observées par EBSD et MET pour caractériser précisément les mécanismes de déformation plastique, en particulier le maclage.