Etude de la microstructure, de la texture et des propriétés magnétiques d'un alliage à base de Ni et de Fe après traitement par déformation plastique sévère et recuit

Study of the microstructure, the texture and the magnetic properties of a Ni and Fe-based alloy after treatment by severe plastic deformation and annealing

• Auteur / Autrice : Oussama Dabou
• Direction : Anne-Laure Helbert, Djamel Bradai, Thierry Baudin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 22/04/2024
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay en cotutelle avec Université des Sciences et de la Technologie Houari-Boumediène (Algérie)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences chimiques : molécules, matériaux, instrumentation et biosystèmes
• Partenaire(s) de recherche : référent : Faculté des sciences d'Orsay
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Chimie (2020-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie moléculaire et des matériaux d’Orsay (Orsay, Essonne ; 2006-....) - Laboratoire de physique des matériaux (Alger, Algérie)
• Jury : Président / Présidente : Nasser Benrekaa
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Angéline Poulon, Safia Alleg, Laurent Daniel
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Angéline Poulon, Safia Alleg

Mots clés

Mots clés contrôlés

Laminage

Anisotropie

Perméabilité magnétique

Mots clés libres

Déformation

SPD

Colaminage

ARB

Microstructure

HPT

Texture

Deformation

SPD

Coercivity

Microstructure

Texture

Hardness

Résumé

Cette thèse propose une étude exhaustive de l'alliage Mumetal, en se penchant sur sa microstructure, sa texture, sa dureté, ses propriétés magnétiques et leurs interrelations. Deux aspects majeurs sont examinés. La première partie se penche sur les changements microstructuraux et mécaniques induits par des techniques de déformation plastique sévère (SPD) telles que le multi coulaminage (ARB), la torsion sous haute pression (HPT) et le pressage ondulé sous contrainte (CGP). Après ARB, la microstructure du Mumetal évolue de grains équiaxes à des grains allongés. Des gradients de dislocation, des changements de texture et une amélioration significative de la dureté sont observés, contribuant tous aux propriétés mécaniques supérieures du matériau. HPT engendre des structures de grains encore plus fines et une dureté accrue. Le CGP, démontre comment la déformation sous température (in situ) peut être exploitée pour améliorer les propriétés mecaniques du Mumetal sans altérer la taille de grain du matériau. La deuxième partie de votre recherche explore les propriétés magnétiques du Mumetal et leur corrélation avec les paramètres microstructuraux et mécaniques. Il est révélé que le raffinement microstructural impacte considérablement les caractéristiques magnétiques du Mumetal.Les propriétés magnétiques sont étroitement liées à l'évolution microstructurale consécutive aux techniques de SPD. Les mesures magnétiques mettent en lumière la relation entre la douceur magnétique du Mumetal et sa dureté mécanique, avec des implications pour son utilisation dans la protection électromagnétique et d'autres technologies. De plus, Le traitement thermomécanique peut être utilisé pour parvenir à un équilibre synergique entre la douceur magnétique et la dureté mécanique. En optimisant les caractéristiques microstructurales, ces matériaux peuvent être adaptés à des applications spécifiques.

This thesis provides a comprehensive study of the Mumetal alloy, delving into its microstructure, texture, hardness, magnetic properties, and their interrelations. It covers two major aspects. The first part examines the microstructural and mechanical changes induced by severe plastic deformation (SPD) techniques such as Accumulative Roll Bonding (ARB), High-Pressure Torsion (HPT), and Constrained Groove Pressing (CGP). ARB transforms the Mumetal's microstructure from equiaxed grains to elongated grains. Dislocation gradients, texture changes, and a significant improvement in hardness contribute to the material's superior mechanical properties. HPT generates even finer grain structures and increased hardness. CGP demonstrates how in-situ deformation under temperature can enhance Mumetal's mechanical properties without altering the material's grain size. The second part explores the magnetic properties of Mumetal and their correlation with microstructural and mechanical parameters. It reveals that microstructural refinement significantly impacts Mumetal's magnetic characteristics. Magnetic properties are closely linked to the microstructural evolution resulting from SPD techniques. Magnetic measurements highlight the relationship between Mumetal's magnetic softness and its mechanical hardness, holding implications for its use in electromagnetic shielding and other technologies. Moreover, thermomechanical treatment can achieve a synergistic balance between magnetic softness and mechanical hardness. By optimizing microstructural features, these materials can be tailored for specific applications.