Dissertationen: „Aciers faiblement alliés“

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Hausĭld, Petr. „Transition ductile-fragile dans un acier faiblement allié“. Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2002. http://www.theses.fr/2002ECAP0848.

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Dans ce travail, l'acier bainitique 16MND5 est étudié. Ces propriétés mécaniques sont des éléments décisifs dans l'évaluation complexe de la durée de vie des cuves de centrales nucléaires. Le programme de la surveillance de la fragilisation par neutrons est assurée par les essais Charpy. Cependant, la résilience ne peut pas être directement utilisé pour le dimmensionnement de la cuve car la valeur de ténacité est requise. La probablité de rupture fragile est prédite par le modèle de Beremin, fondé sur la théorie du maillon le plus faible. Les paramètre de Weibull sont indentifiés sur les essais Charpy instrumenté et ensuite utilisés pour la prévision de la ténacité. Dans ce but le champs mécaniques locaux sont calculés par éléments finis. La déchirure ductile est modélisée en utilisant le modèle GTN.

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Nicoli, Cécile. „Etude et optimisation de la solidification d’aciers faiblement alliés lors du process de fonderie par inoculation“. Thesis, Paris, ENSAM, 2019. http://www.theses.fr/2019ENAM0021/document.

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L’objectif de ce travail consiste à améliorer les propriétés mécaniques d’un acier faiblement allié à bas carbone (0,2%) sans recours à des procédés de métallurgie secondaire onéreux. Pour cela, un processus d’inoculation, déjà utilisé lors de l’élaboration des fontes, est transposé à notre nuance d’acier. Il consiste à ajouter des éléments en très faible quantité dans l’acier liquide pour en modifier le processus de solidification donc la microstructure et par conséquent les propriétés de l’acier, dont la résilience. L’ajout d’éléments en très faible quantité ne modifie pas la nuance d’acier. Ils doivent être ajoutés en fin de fusion du métal sous forme de poudre dans le jet de coulée. Les effets de ces éléments se verront sur la microstructure notamment au niveau des inclusions et de la taille des grains. Le « bon candidat » est un élément qui conduira à une répartition homogène d’inclusions de petites tailles et de forme sphérique. Il doit aussi permettre de réduire la taille des grains. Ces modifications de structure sont supposées améliorer les propriétés mécaniques de l’acier et notamment la résistance aux chocs. Une pièce de référence est réalisée pour pouvoir en étudier la microstructure. La forme retenue est un lingot parallélépipédique dimensionné à l’aide d’un logiciel de simulation de coulée afin de prévenir des principaux défauts de fonderie. La taille est adaptée à l’échelle laboratoire (capacité four 120 kg). Les charges de fusion correspondant à la nuance étudiée sont fournies par l’entreprise partenaire de la thèse, SAFE Metal. La première étape est d’obtenir un bain convenablement désoxydé ; c’est-à-dire ajouter de l’aluminium afin de piéger l’oxygène dissous pour l’évacuer. Pour mettre en évidence d’éventuels effets significatifs des différents inoculants testés, il faut partir d’un échantillon de référence contenant un nombre d’inclusions relativement élevé. Ceci est obtenu en ajoutant du soufre dans le bain liquide. Cet élément agit directement sur le nombre d’inclusions présentes dans l’acier en formant des sulfures. Pour passer à l’étape d’inoculation il a fallu créer un outillage spécifique pouvant s’adapter à l’échelle du laboratoire. Des essais sont ensuite réalisés avec différents produits à des concentrations variables. Les échantillons obtenus sont analysés par différentes techniques : analyse chimique de l’acier (spectrométrie étincelle et ICP), analyse de microstructure et de la taille de grains (par micrographie optique) et le comptage inclusionnaire. En ce qui concerne ce dernier point qui consiste à détecter les inclusions, à les compter et à les classer par leur nature, leur forme et leur taille, deux possibilités existent. Soit à l’aide d’un microscope optique mais les risques d’erreur sont importants et le processus est long et fastidieux, soit à l’aide d’un logiciel spécifique (AZtec) couplé à un microscope électronique à balayage (MEB). C’est ce choix qui a été fait, car outre le fait qu’il permette un gain de temps considérable grâce à une automatisation du processus, il est possible de connaître via une sonde EDS, la composition chimique de chaque particule. Pour tous les produits testés, il a été montré que l’inoculation n’avait que peu d’effet sur la taille des inclusions et qu’elles deviennent plus complexes en contenant plusieurs éléments chimiques. Pour certains produits, on voit apparaître des amas d’inclusions. Ces amas sont susceptibles de favoriser la fragilité de l’acier en formant des amorces de fissuration. Pour d’autres, les inclusions diminuent nettement, ont une forme globulaire et la taille des grains est affinée. Ces effets ont tendance à améliorer les propriétés mécaniques de ces aciers. La teneur d’introduction de l’inoculant est aussi déterminée pour un maximum d’efficacité. L’inoculant le plus important pourra être utilisé pour une possible industrialisation
The objective of this work is to improve the mechanical properties of a low-carbon steel (0.2%) without the use of expensive secondary metallurgy processes. For this, a method of inoculation, already used during the development of the cast iron, is transposed to our steel grade. It consists in adding very small quantities in liquid steel in order to modify the solidification process, thus the microstructure and consequently the properties of the steel, especially resilience. The addition of elements in very small quantities does not modify the grade of steel. They must be added at the end of melting of the metal in the form of powder in the casting stream. The effects of these elements will be seen on the microstructure, particularly in terms of inclusions and grain size. The "good candidate" is an element that will lead to a homogeneous distribution of inclusions of small size and spherical shape. It must also make it possible to reduce the size of the grains. These structural modifications are supposed to improve the mechanical properties of the steel and in particular the impact resistance. A reference piece is made to study the microstructure. The retained shape is a parallelepiped ingot sized using a casting simulation software to prevent major foundry defects. The size is adapted to the laboratory scale (furnace capacity 120 kg). The load corresponding to the grade studied are provided by the SAFE Metal, the partner company. The first step is to obtain a suitably deoxidized bath; that means adding aluminum in order to trap the dissolved oxygen and to evacuate it. To demonstrate any significant effects of the various inoculants tested, it is necessary to start from a reference sample containing a relatively high number of inclusions. This is achieved by adding sulfur to the liquid bath. This element acts directly on the number of inclusions present in the steel by forming sulphides. For the inoculation stage, it was necessary to create specific tools that could be adapted to the laboratory scale. Trials are then carried out with different products at varying concentrations. The samples obtained are analyzed by various techniques: chemical analysis of steel (spark spectrometry and ICP), microstructure and grain size analysis (optical micrograph) and inclusion counting. In order to detect inclusions, count and classify them by their nature, shape and size, two possibilities exist. Either using an optical microscope but the risks of error are significant and the process is long and tedious, either using a specific software (AZtec) coupled to a scanning electron microscope (SEM). It is this choice that was made, because besides the fact that it allows a considerable saving of time thanks to an automation of the process, it is possible to know via an EDS probe, the chemical composition of each particle. For all the products tested, it was shown that inoculation had little effect on the size of the inclusions and that they became more complex by containing several chemical elements. For some products, clusters of inclusions appear. These clusters are likely to promote the fragility of steel by forming cracking primers. For others, the inclusions decrease sharply, have a globular shape and the grain size is refined. These effects tend to improve the mechanical properties of these steels. The introductory content of the inoculant is also determined for maximum effectiveness. The most efficient inoculant can be used for a possible industrialization

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Hantcherli, Muriel. „Influence d'éléments d'addition sur les transformations de la martensite revenue dans les aciers faiblement alliés“. Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00541049.

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L'objectif de ce travail est d'optimiser la résistance au revenu d'un acier martensitique à 0,6% de carbone, faiblement allié en Cr, V, et Si/Al. Une série d'alliage modèle ternaire de haute pureté (Fe-C-X, X=Cr, V, Si, Al) a été élaborée à l'EMSE par fusion en creuset froid.. L'étude du comportement des alliages a été réalisée au moyen d'une caractérisation fine de la précipitation (Diffraction RX, MEB-FEG, MET) complétée par des mesures dilatométriques. Le comportement des alliages modèles a été comparé à celui de l'alliage industriel. Le vanadium est responsable de deux effets : (i) les carbures de vanadium bloquent la croissance des grains au cours de l'austénitisation ; (ii) le vanadium dissous permet la précipitation d'une cémentite (V,Cr,Fe)3C à l'origine d'un pic de durcissement secondaire pour un revenu vers 550°C. Le silicium a un effet particulier : il stabilise la matrice martensitique et retarde la précipitation de la cémentite vers des températures de revenu plus élevées, augmentant ainsi la résistance au revenu. Cependant, le silicium se révèle nocif pour le procédé industriel de mise en forme utilisé. Deux nouveaux alliages ont alors été élaborés pour chercher un élément de substitution à l'aluminium : un alliage ou le silicium est remplacé par l'aluminium, et un alliage ou le silicium est absent. L'aluminium reste neutre dans l'alliage mais l'étude de ces deux nuances a permis de mettre en évidence la possibilité d'utiliser une nuance ne contenant pas de silicium mais présentant une résistance au revenu comparable a celle de la nuance industrielle, du fait de la présence conjointe du chrome et du vanadium.

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Hantcherli, Muriel. „Influence d’éléments d’addition sur les transformations de la martensite revenue dans les aciers faiblement alliés“. Thesis, Saint-Etienne, EMSE, 2010. http://www.theses.fr/2010EMSE0570/document.

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L’objectif de ce travail est d’optimiser la résistance au revenu d’un acier martensitique à 0,6% de carbone, faiblement allié en Cr, V, et Si/Al. Une série d’alliage modèle ternaire de haute pureté (Fe-C-X, X=Cr, V, Si, Al) a été élaborée à l’EMSE par fusion en creuset froid.. L’étude du comportement des alliages a été réalisée au moyen d’une caractérisation fine de la précipitation (Diffraction RX, MEB-FEG, MET) complétée par des mesures dilatométriques. Le comportement des alliages modèles a été comparé à celui de l’alliage industriel. Le vanadium est responsable de deux effets : (i) les carbures de vanadium bloquent la croissance des grains au cours de l’austénitisation ; (ii) le vanadium dissous permet la précipitation d’une cémentite (V,Cr,Fe)3C à l’origine d’un pic de durcissement secondaire pour un revenu vers 550°C. Le silicium a un effet particulier : il stabilise la matrice martensitique et retarde la précipitation de la cémentite vers des températures de revenu plus élevées, augmentant ainsi la résistance au revenu. Cependant, le silicium se révèle nocif pour le procédé industriel de mise en forme utilisé. Deux nouveaux alliages ont alors été élaborés pour chercher un élément de substitution à l’aluminium : un alliage ou le silicium est remplacé par l’aluminium, et un alliage ou le silicium est absent. L’aluminium reste neutre dans l’alliage mais l’étude de ces deux nuances a permis de mettre en évidence la possibilité d’utiliser une nuance ne contenant pas de silicium mais présentant une résistance au revenu comparable a celle de la nuance industrielle, du fait de la présence conjointe du chrome et du vanadium
The purpose of this work is to optimise the strength of a tempered martensitic medium C steel, containing low-level of Cr, V and Si/Al. A series of high purity "model" ternary alloys (Fe-C–X, X=Cr, V, Si, Al) was prepared (EMSE) by the cold crucible method. The initial structures of quenched alloys were optimised through appropriate austenitizing conditions. Analysis of alloys behaviour on tempering was performed through carbide precipitation characterisation (X-ray diffraction, SEM and TEM), completed by hardness and dilatometric measurements. The behaviour of "model" alloys was compared to that of the industrial material.Vanadium addition is responsible for two effects: (i) vanadium carbides lock the grain growth during the austenitizing; (ii) dissolved vanadium promotes the precipitation of (V,Cr)3C, that is at the origin of a secondary hardening peak near 550°C. Silicon addition has an interesting effect, as it stabilises the martensitic matrix and increases the temperature of cementite precipitation. Therefore, a high value of hardness is conserved up to high tempering temperatures.Unfortunately, because of some noxious properties, the industrial process in concern excludes the presence of Si. That’s why two new model alloys have been prepared and tested, in which the silicon addition (i) was absent, or (ii) replaced by Al.Aluminium has been shown to be "neuter" vs tempering behaviour. Moreover, the interesting effect of secondary hardening (550°C) has been observed in both Si-free steels, showing that alloying with only Cr and V can be enough to get the expected behaviour of the studied steel

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Giordana, Séverine. „Corrosion d'aciers faiblement alliés au silicium en solution aqueuse à 90°C : action inhibitrice des silicates“. Paris 6, 2002. http://www.theses.fr/2002PA066157.

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Dajoux, Malard Emilie. „Corrosion des aciers faiblement alliés en eau de mer naturelle : influence des éléments d'alliage et des bactéries“. Caen, 2006. http://www.theses.fr/2006CAEN2047.

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Les structures métalliques en acier au carbone immergées en eau de mer naturelle sont exposées à d’importants phénomènes de corrosion, parfois diagnostiqués comme étant influencés par les micro-organismes. La présence d’éléments d’alliage dans les aciers faiblement alliés pourrait constituer une amélioration de la résistance à la corrosion des structures. Dans ce contexte, des essais sont réalisés sur une gamme d’aciers commerciaux contenant de 0,05% à 11,5% de chrome, par immersion en eau de mer naturelle sur site et en présence de fortes concentrations en bactéries sulfurogènes marines, en laboratoire. Les résultats gravimétriques, microbiologiques, électrochimiques, ainsi que l’analyse des produits de corrosion montrent un phénomène de corrosion composé de plusieurs phases. Une phase préliminaire de ralentissement de la corrosion généralisée est corrélée à la présence de bactéries sulfurogènes sessiles et à une formation importante de composés soufrés, la durée de cette phase diminuant avec l’augmentation de la teneur en éléments d’alliage des aciers. Cette phase est vraisemblablement suivie d’une augmentation de la corrosion, visible pour certains aciers seulement, après 8 mois d’immersion en eau de mer naturelle. Les éléments chrome et molybdène montrent simultanément une influence bénéfique pour la corrosion généralisée et un effet toxique pour les bactéries sulfurogènes. Cette étude pluridisciplinaire reflète la complexité des interactions entre les bactéries et les aciers ; les bactéries sulfurogènes semblent impliquées dans les processus de corrosion en eau de mer naturelle et des études complémentaires permettront d’approfondir les mécanismes mis en jeu
Metallic infrastructures immersed in natural seawater are exposed to important corrosion phenomena, sometimes characterised as microbiologically influenced corrosion. The presence of alloying elements in low alloy steels could present a corrosion resistance improvement of the structures. In this context, tests are performed with commercial steel grades, from 0,05wt% Cr to 11,5wt% Cr. They consist in “on site” immersion in natural seawater on the one hand, and in laboratory tests with immersion in media enriched with marine sulphide-producing bacteria on the other hand. Gravimetric, microbiological, electrochemical measurements and corrosion product analyses are carried out and show that corrosion phenomenon is composed of several stages. A preliminary step is the reduction of the corrosion kinetics and is correlated with the presence of sessile sulphide-producing bacteria and an important formation of sulphur-containing species. This phase is shorter when the alloying element content of the steel increases. This phase is probably followed by an increase of corrosion, appearing clearly after an 8-month immersion in natural seawater for some of the grade steels. Chromium and molybdenum show at the same time a beneficial influence to generalised corrosion resistance and a toxic effect on sulphide-producing bacteria. This multidisciplinary study reflects the complexity of the interactions between bacteria and steels ; sulphide-producing bacteria seem to be involved in corrosion processes in natural seawater and complementary studies would have to clarify occurring mechanisms

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David, Isabelle. „Mécanismes contrôlant les évolutions structurales dans des aciers faiblement alliés au Nickel-Chrome-Molybdène : analyse détaillée de la transformation bainitique et influence de l'addition silicium au cours du revenu“. Paris 11, 1987. http://www.theses.fr/1987PA112434.

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Les évolutions structurales développées au sein de l'acier faiblement allié 40 NSCD 773 ont été étudiées au cours du chauffage (plus particulièrement lors de la transformation austénitique), ainsi qu'au cours du refroidissement en fonction de paramètres tels que: la température d'austénitisation θɤ et la vitesse de chauffe et de refroidissement. Différents diagrammes du type T. R. C. Ont été tracés pour θɤ=950,1050 et 1150°C. Trois gammes de vitesses caractérisent ces diagrammes, auxquelles correspondent des domaines ou des structures différentes étudiées par ailleurs par microscopie électronique. - Pour des vitesses de refroidissement élevées, la microstructure martensitique est constituée de plaquettes fortement maclées. - Pour des vitesses de refroidissement un peu plus faibles la structure est mixte: martensite en plaquettes, bainite inférieure et austénite résiduelle. Nous avons montré par la détermination des indices des plans d’habit entre, les phases en présence (bainite et austénite) par microscopie électronique sur lames minces et par le calcul, que la formation de la bainite inférieure peut être interprétée en termes de la théorie phénoménologique classiquement développée dans le cadre de la formation de la martensite. - Lorsque la vitesse de refroidissement est faible, la micro structure est constituée d'austénite résiduelle et de bainite supérieure. Un diagramme T. T. T. A été tracé dans le cas d'une· température d'austénitisation égale à 950°C. L'étude du revenu a été effectuée en vue de caractériser l'évolution microstructure et de déterminer les propriétés mécaniques qui en découlent. En dernier lieu, nous avons tenté de dégager l'influence exercée par le silicium soit au cours de refroidissements continus, soit au cours des revenus.

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Garcin, Thomas. „Effets thermodynamiques et cinétiques d'un champ magnétique statique sur les transformations de phases dans les aciers faiblement alliés“. Université Joseph Fourier (Grenoble), 2009. http://www.theses.fr/2009GRE10298.

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Ce travail est dédié à la quantification de l'effet du champ magnétique sur les transformations de phases dans les alliages à base de fer et en particulier dans les aciers. Le Fer pur, les alliages Fe-xNi, et les aciers au carbone faiblement alliés Fe-xC-Mn et Fe-C-Mn-xSi sont étudiés afin d'explorer une large gamme de transformations et de microstructures. Un dilatomètre haute-température et une balance magnétique pour la mesure de susceptibilité magnétique sont utilisés pour la caractérisation des transformations diffusive dans un champ magnétique allant jusqu'à 16T. Un troisième outil d'élaboration sous champ magnétique a été entièrement développé au cours de ce travail et permet pour la première fois une étape de trempe des matériaux à l'eau, à l'huile ou par gaz pulsé. Les températures de transformation hors-équilibre mesurées jusqu'à 16T dans une large gamme d'alliages sont augmentées par l'application d'un champ magnétique. Ces variations dans la température de transformation sont modélisées par un calcul thermodynamique basée sur une analogie avec l'effet d'une pression hydrostatique sur les équilibres de phases. Les microstructures d'aciers faiblement alliées obtenue par trempe sont largement modifiées par l'application du champ magnétique: d'une structure composée de martensite et de bainite sans l'application d'un champ magnétique, l'austénite se décompose en un mélange de ferrite allotriomorphe et de ferrite de Widmanstlitten dans une matrice de bainite et de martensite en présence d'un champ magnétique. Ce travail apporte la preuve que le champ magnétique est devenu un paramètre prometteur en métallurgie physique. Associé aux techniques existantes, son utilisation peut conduire à l'obtention de matériaux aux propriétés innovantes
This work is devoted to the quantification of the magnetic field effect on phase transformations in iron based alloys and steels. Pure iron, Fe-xNi substitutional alloys, Fe-xC-Mn steels and Fe-C-Mn-xSi steels are used to explore a wide range of transformations and microstructures. A high temperature dilatometer and a magnetic balance for magnetic susceptibility measurements are used for the in situ characterisation of diffusional phase transformation in magnetic field up to 16T. A third device has been developed for the treatment ofmaterials in magnetic field and includes, for the first time, a quenching step using water, oil or pulsed gas. Non-equilibrium transformation temperatures measured up to 16T in a large set of materials are found to be increased by the application of a magnetic field. Ln a similar approach as the model used to estimate the effect ofhydrostatic pressure on the phase equilibrium, the shift induced by the magnetic field is calculated. Microstructure characterisation of rapidly cooled plain carbon steels has shown large structural modifications in induced by the magnetic field. From a mixture of bainite and martensite in the sample treated without any magnetic field, the austenite transforms into allotriomorphic ferrite ami Widmanstatten ferrite in a matrix ofbainite and martensite in the presence of magnetic field. This work brings solid evidence that magnetic field can be used as a new degree of freedom in physical metallurgy. Combined with existing techniques, it could lead to the successful processing of improved materials

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Libert, Maximilien. „Influence des mécanismes de plasticité sur la transition ductile fragile des aciers faiblement alliés. Etude de l'irradiation sur le comportement“. Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00270833.

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Il est crucial de garantir l'intégrité des cuves de réacteurs à eau pressurisée (REP) en cas de fonctionnement accidentel : dans ce contexte, la compréhension et la modélisation des mécanismes de rupture fragile des aciers constituent des éléments décisifs de l'évaluation complexe des durées de vie des cuves.

Les modèles d'approche locale de la rupture par clivage constituent l'un des principaux outils de prédiction de la ténacité des aciers faiblement alliés. La dispersion des contraintes à rupture est interprétée comme un effet de la distribution des défauts dans la microstructure, mais l'effet des hétérogénéités mécaniques n'est pas pris en compte. Or, en dessous d'une température de transition de comportement Ta (de l'ordre de 25°C), les mécanismes de déformation sont grandement affectés par la température et la vitesse de déformation.

Notre approche consiste à prendre en compte l'effet des hétérogénéités de contraintes dans un critère local d'amorçage du clivage. Les résultats de calculs de microstructure sont utilisés pour proposer une description statistique de l'évolution des distributions de contraintes locales. Cette approche statistique permet de proposer un modèle d'approche locale de la rupture dépendant à la fois des hétérogénéités mécaniques et des distributions de tailles de défauts.

Le comportement du matériau et son évolution sont caractérisés aux échelles microscopique et macroscopique dans le domaine de température [25°C,-196°C]. Des essais de traction simple, de sauts de vitesse et de température, et de ténacité sont réalisés.

Nous proposons un modèle de comportement micromécanique décrivant le comportement plastique en dessous de la température de transition Ta. La loi de comportement est basée sur les mécanismes de déformation décrits dans la bibliographie et identifiées par méthode inverse à partir des essais mécaniques. Les observations au MET et la caractérisation du comportement activé thermiquement permettent de fixer plusieurs paramètres du modèle.

Des simulations sont réalisées afin de modéliser les distributions de contrainte principale Σ1 dans deux microstructures bainitiques correspondant au volume élémentaire de l'approche locale de la rupture. L'effet de la température et de la triaxialité sur l'évolution des hétérogénéités est caractérisé. Nous proposons une fonction de distribution décrivant la distribution des valeurs locales de Σ en fonction des contraintes principales et équivalente <Σ> et <Σmises> moyennes dans la microstructure.

Cette fonction est utilisée pour formuler un modèle d'approche locale de la rupture intégrant la distribution des tailles de défauts critiques et les distributions de Σ1.. On montre que dans certains cas, la dispersion des contraintes locales suffit à expliquer les dispersions des contraintes à rupture à l'échelle du volume élémentaire. Les dispersions de contraintes à rupture sont en accord avec celles prédites par le modèle de Beremin. La prise en compte des hétérogénéités mécaniques permet d'introduire une dépendance de la probabilité de rupture en fonction de la température, de la déformation et de la triaxialité. Il reste à appliquer le modèle d'approche locale au calcul d'éprouvettes CT et de comparer les dispersions de ténacités simulées à celles mesurées expérimentalement.

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Blaineau, Pierre. „Restitution de la microtexture parente à partir de la microtexture héritée mesurée par EBSD : une application aux aciers faiblement alliés“. Thesis, Metz, 2010. http://www.theses.fr/2010METZ042S.

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L’état métallurgique de l’austénite avant le dernier refroidissement (taille de grain, texture, écrouissage …) ne peux pas directement être caractérisée car elle se transforme lors du dernier refroidissement or elle influence remarquablement les propriétés d’emploi des aciers. Ce travail de thèse propose une méthode automatique indirecte pour restituer la microtexture austénitique à partir de la seule information de la microtexture, mesurée par EBSD, des phases héritées (martensite, bainite) à basse température. Cette méthode nécessite trois prérequis : 1) La présence d’une relation d’orientation entre l’austénite parente et le produit de transformation 2) la phase héritée s’est formée dans le grain avec lequel elle est en relation d’orientation et 3) il y a un nombre de variant suffisant. Sa validation a été effectuée sur des exemples numériques et pour les aciers faiblement alliés. La restitution des contours austénitiques est efficace mais sensible aux variants en relation d’orientation avec plusieurs grains parents adjacents. Ces situations ambigües sont principalement générées par la présence de macles dans la phase parente ou par sélection de variants aux joints de grains austénitiques. Dans ce cas, il est possible d’améliorer la qualité de la restitution des contours parents (notamment les contours de macles) en prenante en compte des informations topologiques. Ces méthodes de restitution permettent par conséquent de repérer les macles ou la sélection de variants aux joints de grains γ et donc de mieux analyser les mécanismes d’héritage de texture locale. Donc les méthodes développées peuvent être généralisées à d’autres transformations de phase
The metallurgical state of the austenite before the last cooling (grain size, texture, strain hardening ...) cannot be directly characterized because the austenite transforms during the last cooling. However, it influences remarkably the in use properties of steels. This thesis proposes an indirect automatic method to restore the austenitic microtexture from the microtexture of the inherited phases (martensite, bainite) at low temperature, measured by EBSD. This method requires three prerequisites: 1) the presence of an orientation relationship between the parent austenite and the transformation product, 2) the inherited phase has to be formed in the grain with which it is related and 3) there is a sufficient number of variants. Its validation has been performed both on numerical examples and for low alloyed steels. The restitution of austenitic grain boundaries is efficient but sensitive to variants in orientation relationship with several adjacent parent grains. These ambiguous situations are mainly generated by the presence of twins in austenite grains or by selection of variants at the austenitic grain boundaries. In this case, it is possible to improve the quality of the restitution of the parent contours (especially the twins boundaries) by taking into account topological information. These restitution methods consequently allow to identify twins or variant selection at grain boundaries and thus to better analyze local texture inheritance mechanisms. Therefore, the developed methods can be generalized to other phase transformations

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Libert, Maximilien. „Etudes expérimentale et numérique de l'effet des mécanismes de plasticité sur la rupture fragile par clivage dans les aciers faiblement alliés“. Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00413677.

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Il est crucial de garantir l'intégrité des cuves de réacteurs à eau pressurisée (REP) en cas de fonctionnement accidentel : dans ce contexte, la compréhension et la modélisation des mécanismes de rupture fragile des aciers constituent des éléments décisifs de l'évaluation complexe des durées de vie des cuves.
Les modèles d'approche locale de la rupture par clivage constituent l'un des principaux outils de prédiction de la ténacité des aciers faiblement alliés. La dispersion des contraintes à rupture est interprétée comme un effet de la distribution des défauts dans la microstructure, mais l'effet des hétérogénéités mécaniques n'est pas pris en compte. Or, en dessous d'une température de transition de comportement Ta (de l'ordre de 25°C), les mécanismes de déformation sont grandement affectés par la température et la vitesse de déformation.
Notre approche consiste à prendre en compte l'effet des hétérogénéités de contraintes dans un critère local d'amorçage du clivage. Les résultats de calculs de microstructure sont utilisés pour proposer une description statistique de l'évolution des distributions de contraintes locales. Cette approche statistique permet de proposer un modèle d'approche locale de la rupture dépendant à la fois des hétérogénéités mécaniques et des distributions de tailles de défauts.
Le comportement du matériau et son évolution sont caractérisés aux échelles microscopique et macroscopique dans le domaine de température [25°C,-196°C]. Des essais de traction simple, de sauts de vitesse et de température, et de ténacité sont réalisés.
Nous proposons un modèle de comportement micromécanique décrivant le comportement plastique en dessous de la température de transition Ta. La loi de comportement est basée sur les mécanismes de déformation décrits dans la bibliographie et identifiée par méthode inverse à partir des essais mécaniques. Les observations au MET et la caractérisation du comportement activé thermiquement permettent de fixer plusieurs paramètres du modèle.
Des simulations sont réalisées afin de modéliser les distributions de contrainte principale σ1 dans deux microstructures bainitiques correspondant au volume élémentaire de l'approche locale de la rupture. L'effet de la température et de la triaxialité sur l'évolution des hétérogénéités est caractérisé. Nous proposons une fonction de distribution décrivant la distribution des valeurs locales de σ1 en fonction des contraintes principales et équivalente <σ1> et <σmises> moyennes dans la microstructure.
Cette fonction est utilisée pour formuler un modèle d'approche locale de la rupture intégrant la distribution des tailles de défauts critiques et les distributions de σ1. On montre que dans certains cas, la dispersion des contraintes locales suffit à expliquer les dispersions des contraintes à rupture à l'échelle du volume élémentaire. Les dispersions de contraintes à rupture sont en accord avec celles prédites par le modèle de Beremin. La prise en compte des hétérogénéités mécaniques permet d'introduire une dépendance de la probabilité de rupture en fonction de la température, de la déformation et de la triaxialité. Il reste à appliquer le modèle d'approche locale au calcul d'éprouvettes CT et de comparer les dispersions de ténacités simulées à celles mesurées expérimentalement.

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Trevisiol, Céline. „Effet de la microstructure et de la rugosité sur le comportement au frottement et à l’usure d’aciers faiblement alliés“. Thesis, Compiègne, 2018. http://www.theses.fr/2018COMP2430.

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Cette thèse est un travail expérimental mettant en évidence les effets de la microstructure et de la rugosité sur le comportement au frottement et à l'usure d'aciers faiblement alliés. Une méthodologie est mise en place pour sélectionner des aciers faiblement alliés et générer des microstructures permettant de répondre à cet objectif. Différents échantillons caractérisés par une composition chimique, une microstructure et une macro-dureté sont générés et caractérisés tribologiquement par des essais de frottement. Une réflexion originale a été menée pour étudier le comportement tribologique d'un même acier avec différentes microstructures pour le même niveau de macro-dureté. Ces essais de frottement permettent également d'étudier l'effet du chargement normal sur la contribution de la microstructure et de la rugosité sur le comportement tribologique. Cette caractérisation est réalisée par des mesures de coefficient de frottement, du taux d'usure, des paramètres de rugosité, d'essais de micro-duretés et de nano-indentation, d'analyses dispersives en énergie, d'observations par microscopie électronique à balayage et d'analyses des mécanismes d'usure. Cette approche a permis d'étudier 273 configurations et de dégager différentes tendances sur cette thématique. Parallèlement, une confrontation entre les résultats issus de l'approche expérimentale et d'une approche de modélisation du comportement tribologique de microstructures dual-phase a été réalisée. Cela a permis de mettre en place une réflexion sur les modes de distribution de la pression appliquée entre les phases lors des essais expérimentaux réalisés en fonction de la rugosité et du chargement normal
This thesis is an experimental work highlighting the effects of microstructure and roughness on friction and wear behavior of low alloy steels. That's why, low alloyed steels are carrefully selected in order to generate precise microstructures. Thus, different samples characterized by a chemical composition, a microstructure and a macro-hardness are generated and characterized tribojogically by performing friction tests. An original reflection was conducted to study the tribological behavior of the same steel with different microstructures for the same level of macrohardness. In addition, the effect of normal load on the contribution of microstructure and roughness on tribological behavior is investigated. This characterization is carried out by measurements of friction coefficient, wear rate, roughness parameters, micro-hardness and nanoindentation tests, energy dispersive analyzes, observatibns by using scanning electron microscopy and analysis of wear mechanisms. Finally, 273 configurations are studied and different trends are identified, Moreover, a comparison between the results from an experimental approach and a modeling approach of the tribological behavior of dual-phase microstructures was carried out. From this study, reflections are performed as regards the modes of the applied pressure pressure between the phases as function of roughness and normal load during the experimental friction tests

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Bulidon, Nicolas. „Etude de la fissuration assistée par l'environnement des aciers peu alliés en situation de stockage géologique des déchets radioactifs“. Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSEI046/document.

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Le travail mené dans le cadre de cette thèse porte sur l’évaluation de la sensibilité à la fissuration assistée par l’environnement (FAE) d’aciers mis en œuvre pour le stockage géologique profond des déchets radioactifs selon un concept multi-barrières. On s’intéresse ici aux aciers faiblement alliés du conteneur et du chemisage qui seront placés dans des micro-tunnels creusés dans la roche à 500 mètres de profondeur. Le concept actuel prévoit un matériau de remplissage cimentaire entre l’argile et le chemisage afin de neutraliser l’acidité potentielle issue de la re-saturation en eau de la roche après le forage. Malgré la présence d’un milieu peu agressif (pH proche de la neutralité, faible teneur en carbonate), le choix des aciers a été dicté par leur sensibilité à la corrosion et à la FAE, qui est caractérisée dans ce travail. Les microstructures ferrito-perlitiques en bande ont ainsi été éliminées au profit de structures plus homogènes et deux aciers de référence ont été définis : l’API 5L X65 (ferrite-bainite) pour le chemisage et le P285NH (ferrite-perlite) pour le conteneur. Ces études ont également montré la formation de couches de produits de corrosion principalement composées de sidérite et de magnétite conférant une pseudo-passivité. Le caractère protecteur de ces couches vis-à-vis de la fissuration a été étudié et validé, sur la base d’une élaboration de couches représentatives par voie électrochimique. Enfin, les aciers de référence ont été caractérisés du point de vue de leur sensibilité à la corrosion et à la FAE en milieu cimentaire. Ils n’ont alors pas montré de sensibilité particulière du point de vue de la fissuration dans ces conditions, où la corrosion sous dépôt semble être la forme la plus présente en milieu aéré. Néanmoins, l’influence de la présence de faibles teneurs en oxygène dans le concept de stockage doit encore être explorée
The aim of the work is to assess the susceptibility to environmental assisted cracking (EAC) of steels used for the deep geological storage of radioactive waste. The storage concept is based on the encapsulation of the waste in a carbon steel containers then placed in micro-tunnels drilled 500 meter deep in Clay. These micro-tunnels are built with a micro-alloyed casing steel. Recently, the storage concept has evolved with the injection of a cementitious bentonite grout between the clay and the casing to balance the potential acidity resulting from the excavation of the micro-tunnels and the gradual saturation of rock with water. Effect of this grout on the risk of corrosion and EAC is also evaluated in the PhD work. In the mild disposal environment considered (pH close to neutrality, low carbonate content), formation of a corrosion product scale composed of siderite and magnetite has been identified. This scale leads to a pseudo-passive state of both steel grades with thus a possible risk of EAC. The risk of EAC was thus first studied and a material selection for the disposal concept was thus first made accordingly. The protective nature of the siderite/magnetite corrosion scale was then studied and reproduced in laboratory using electrochemical techniques. This work allowed for the evaluation of the resistance of each selected steel with respect to general corrosion and EAC. The results did not underlined significant cracking susceptibility of the considered steel grades. Under deposit corrosion seems to be the main form of attack in aerated waste disposal environments but the influence of the presence of low oxygen levels has to be further explored

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Andrieu, Antoine. „Mécanismes et modélisation multi-échelle de la rupture fragile trans- et inter-granulaire des aciers pour réacteurs à eau sous pression, en lien avec le vieillissement thermique“. Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2013. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00957868.

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Le fonctionnement à haute température de certains composants des centrales nucléaires, provoque une dégradation de leurs propriétés à rupture. Cette dégradation provient essentiellement de l'activation de phénomènes thermodynamiques qui entraînent la ségrégation d'éléments aux joints des grains. L'objectif de ce travail est de proposer une modélisation multi-échelle permettant de relier la cinétique de cette ségrégation à l'évolution des propriétés à rupture du matériau.

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Godet, François. „Influence de la microstructure sur le comportement mécanique d’une couche nitrurée de l’acier de nuance 33CrMoV12-9 en vue de l’optimisation des propriétés en fatigue“. Thesis, Paris, ENSAM, 2018. http://www.theses.fr/2018ENAM0046/document.

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Le développement de systèmes mécaniques, toujours plus performants et légers, demande l’optimisation continue des matériaux utilisés ainsi que leurs traitements. Dans le domaine des transmissions de puissance, la nitruration gazeuse apporte une hausse significative des durées de vie en fatigue des pièces fortement sollicitées. Alors que le rôle des gradients de propriétés mécaniques générés sur la résistance en fatigue est reconnu, l’influence de cette microstructure nitrurée sur les mécanismes de plasticité ou de microplasticité menant à de l’endommagement puis à l’initiation d’une fissure reste relativement méconnue. Ce travail de thèse concerne exclusivement la nitruration de l’acier de nuance 33CrMoV12-9, particulièrement utilisée dans les roulements et engrenages des industries aéronautiques et navales. Les propriétés mécaniques liées aux phénomènes menant à l’initiation de fissures en fatigue à grand nombre de cycles ont, tout particulièrement, été étudiées. Les propriétés mécaniques, comme le module d’élasticité, la dureté, la limite d’élasticité ou encore les contraintes résiduelles sont déterminées à plusieurs échelles, de celles de la microstructure à celles plus macroscopiques. Des observations in-situ ou post-mortem des couches nitrurées sollicitées jusqu’à l’endommagement ayant pour but d’estimer l’influence de la microstructure sur les hétérogénéités de déformations, les phénomènes de microplasticité et les mécanismes d’endommagement correspondants n’ont pas permis d’identifier clairement des mécanismes d’initiations de fissures. Pour ces essais, une éprouvette nitrurée à cœur représentative de la couche nitrurée a été développée. Cet outil expérimental a permis d’effectuer des essais simples de sollicitations des microstructures et ainsi déterminer des caractéristiques élastiques, d’écrouissage et de tenue en fatigue. Enfin, il a été démontré que les propriétés mesurées comme le module d’élasticité dépendent de l’échelle d’observation, des moyens et des méthodes utilisés
Design of high-performance and lighter mechanical systems needs a perpetual work on materials used. In the power transmission field, gaseous nitriding thermochemical treatment enhances significantly the life-cycle of the parts which are higher stressed on the surface. While the contribution of the mechanical property gradients due to the treatment on the fatigue life is well-known, the microstructure effects on the (micro-)plasticity mechanisms remains undetermined. This work concerns exclusively the nitrided 33CrMoV12-9 graded steel, used for gears and bearings in the naval and aeronautical industry. It aims particularly at defining mechanical properties linked to crack initiation mechanisms during high-cycle fatigue. Properties such as Young modulus, hardness, yield stress and fatigue limits are looked at several scales, from microstructural ones to hardened case one. In-situ and post-mortem investigation on loaded and damaged nitrided layers leads to estimating the microstructural influence on local deformations, microplasticity and damage but no particular mechanisms were found. Special fully-nitrided parts were designed to perform the experiments. This tool helps to carry out simple loadings and measure the strain-hardening curve and fatigue limits. Finally, it as been attested that measured properties depend on scales, means and methodology

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Trombert, Christian. „Etude de la ductilité à chaud d'aciers faiblement alliés“. Grenoble INPG, 1988. http://www.theses.fr/1988INPG4201.

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Influence de l'addition de soufre et de phosphore sur la ductilite a chaud d'aciers au manganese soumis a des essais de traction entre 600 et 1000**(o)c. Correlation entre la ductilite et la microstructure. Analyse du mecanisme de rupture

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Razzak, Mohammad. „Precipitation and abnormal grain growth in low alloy steels“. Phd thesis, INSA de Lyon, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01015867.

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The objective of this thesis is to further understand the austenite Abnormal Grain Growth (AGG) phenomenon in relation with precipitation state in a low alloy steel. The abnormal grain growth is addressed from both experimental and numerical modeling point of view. Prior austenite grain size distribution, precipitation volume fraction and size distribution evolution of the different heat treated states are experimentally determined for two different industrial alloys (steel-A and steel-B) in different heat treated states and experimental results are compared with model predictions. A two-step modeling technique is adopted in this study: precipitation modeling and abnormal/normal grain growth modeling. The abnormal/normal grain growth modeling is done using a simplified analytical model where the grain growth is assumed to be driven by the decrease in interfacial energy. Both the conventional Zener pinning and corner pinning by precipitate is considered as boundary movement retarding forces. The precipitation model is based on the Classical Nucleation and Growth Theories. The assumption of homogeneous precipitate nucleation and growth gave a good prediction of volume fraction, mean radius and size distribution in comparison with the experimental results. Two coupled modeling approaches of abnormal grain growth and precipitation model: ①Soft coupling and ②Dynamic coupling; shed light on the different physical parameters controlling the grain growth condition in a particular material's state. A reasonable prediction of AGG and NGG is obtained from both approaches. The dynamic coupled modeling enabled us to paint a comprehensive time-temperature mechanism map of grain growth conditions. It is found that AGG in the austenitic state depends strongly on the initial grain size distribution and precipitation state. The modeling and the experimental results showed that the precipitation state evolution (increasing or decreasing volume fraction) also impact normal/abnormal grain growth. Plausible explanations in relation with the mean austenite grain size and the precipitation state are derived for the AGG phenomenon from the present work.

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Kantidis, Emmanuel. „Rupture fragile intergranulaire d'un acier faiblement allié : approches globale et locale /“. Gif-sur-Yvette : Commissariat à l'énergie atomique, 1993. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb356268930.

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Mundheri, Mohammed H. al. „Approches globale et locale de la rupture fragile et ductile d'aciers faiblement alliés (16 MND 5) : influence de l'irradiation“. Paris 11, 1986. http://www.theses.fr/1986PA112113.

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Étude par approche globale de la rupture par clivage de l'acier forge à l'état irradie ou non. Détermination de la ténacité sur éprouvettes pré fissurées. Approche locale de ces résultats réalisée a partir des essais de rupture sur éprouvettes entaillées a l'état non irradie. Étude de la fragilité inter granulaire de revenu de l'acier forge et lamine. Dispersion des résultats de ténacité. Analyse de la rupture ductile sur trois matériaux: l'acier forge et lamine et une soudure. Influence de la température et de l'irradiation sur la ténacité au niveau ductile. Approche locale de la rupture réalisée à l'aide des essais de rupture sur éprouvettes entaillées. Comparaison avec l'approche globale

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Kantidis, Emmanuel. „Rupture fragile intergranulaire d'un acier faiblement allie. Approches globales et locale“. Paris, ENMP, 1993. http://www.theses.fr/1993ENMP0400.

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Une source de dispersion importante des resultats de mesure de la tenacite des aciers faiblement allies, utilises dans l'industrie electronucleaire, a ete recemment attribuee a la presence, a l'interieur de grosses structures, de petites regions qui presentent une resistance mecanique faible (veines sombres). Ces zones fragiles ont ete identifiees comme etant des regions fortement segregees dans lesquelles des decohesions intergranulaires pourraient amorcer la rupture par clivage de la structure entiere. Dans cette etude, la rupture fragile intergranulaire d'un acier faiblement allie (a533b ci1) a ete etudie. Un traitement thermique de fragilisation nous a permis de creer deux etats fragilises qui se rompent de facon intergranulaire a basse temperature. Ce mode de rupture est accompagne par un decalage notable de la temperature de transition (165c) et une diminution de la tenacite de l'acier. L'approche locale de la rupture, developpee pour le clivage, a ete appliquee a la rupture intergranulaire et, par la suite, des modifications ont ete proposees. Les hypotheses physiques a la base de ces criteres ont ete verifiees a l'aide des essais biaxiaux (traction-torsion). La tenacite statique et dynamique des aciers, susceptibles de rompre de facon intergranulaire, a ete prevue en utilisant les resultats de l'approche locale. Enfin, l'approche locale appliquee a un acier de construction, presentant des modes mixtes de rupture (clivage + intergranulaire), a montre que ce type de rupture semble etre controle par les decohesions intergranulaires

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Rossoll, Andreas. „Détermination de la ténacité d'un acier faiblement allié à partir de l'essai Charpy instrumenté“. Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1998. http://www.theses.fr/1998ECAP0629.

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L’essai Charpy V est largement applique afin de caractériser la fragilité d'un matériau. Cependant, il n'existe pas de lien satisfaisant entre la résilience KCV (l'énergie à rupture normalisée par la section de l'éprouvette) et la ténacité KIc d'un matériau. Cette étude vise à établir une relation non-empirique entre la résilience et la ténacité, dans le bas et dans le début de la transition, pour un acier 16MND5. La méthodologie appliquée est basée sur l'approche locale. La rupture fragile par clivage est modélisée avec le modèle de Beremin base sur l'hypothèse du maillon le plus faible, tandis que l'avancée ductile de la fissure, qui éventuellement précède le clivage, est prise en compte avec le modèle de Gurson-Tvergaard-Needleman. Des essais mécaniques effectués à plusieurs taux de déformation ont permis d'établir la loi de comportement du matériau. Des essais de rupture sur différentes géométries d'éprouvette ont fourni un grand nombre de résultats, suffisant pour une évaluation statistique. Toutes les géométries d'éprouvette ont été modélisées par la méthode des éléments finis. La nature dynamique de l'essai Charpy nécessite une considération spéciale. L’origine des effets dynamiques a été étudiée, ainsi que leur implication sur l'interprétation des résultats et la modélisation. L’approche locale a été ensuite appliquée pour étudier la rupture. La prévision de la ténacité à partir de l'essai Charpy est possible, dans le bas de la transition. Vers des valeurs de ténacité plus élevées, les paramètres du modèle de Beremin changent. Des investigations fractographiques détaillées montrent que la nature des points faibles qui amorcent le clivage varie selon la température. La contrainte locale de clivage exercée sur ces points faibles apparait varier avec la température. On arrive à la conclusion que le modèle de Beremin doit être raffiné pour permettre son application dans le domaine de la transition ductile-fragile.

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Remita, Elias. „Etude de la corrosion d'un acier faiblement allié en milieu confiné contenant du CO2 dissous“. Paris 6, 2007. https://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00004934.

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L'annulaire des conduites pétrolières flexibles est un espace confiné (rapport V/S de l'ordre de 0,03 mL cm-2) qui peut contenir de l'eau et du CO2. Dans cet annulaire, le pH est élevé et les vitesses de corrosion sont très faibles par rapport à la situation rencontrée en plein bain. Afin d'étudier cet effet de confinement, une cellule à couche mince, comprenant un système d’apport de gaz et un dispositif de contrôle du positionnement, a été développée. La chute ohmique a été modélisée pour calculer l'impédance dans cette cellule. Les impédances mesurées lors de la corrosion d'un acier faiblement allié en milieu confiné contenant du CO2 dissous ont ensuite été analysées. La diminution des vitesses de corrosion en milieu confiné est attribuée à un blocage de la surface active de l'acier par un film de sidérite isolant. Un modèle de corrosion tenant compte de ce blocage a été développé. Les prévisions théoriques sont en bon accord avec les mesures à l'état stationnaire.

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Gallovits, Chabchoub Myriam. „Oxydation d'aciers faiblement alliés et d'aciers inoxydables par plasma type Glidarc; analyse spectroscopique de la couche d'oxydes développée et du plasma“. Rouen, 1996. http://www.theses.fr/1996ROUES078.

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Les propriétés oxydantes d'un plasma d'oxygène type décharge glissante et d'un plasma inductif basse pression sont testées sur des cibles métalliques d'aciers faiblement alliés (XC 38, 40 CAD 6-12) et d'aciers inoxydables (AISI 304, 310 et 430). La caractérisation des couches d'oxydes formées après traitement est réalisée par différentes méthodes : spectroscopie optique de réflexion (UV-VIS proche IR, IRFT) ; diffraction des rayons X ; spectroscopie Mössbauer et MEB-EDS. L'analyse de ces couches montre l'apparition de Fe2O3 et de Fe3O4 dans le cas des aciers faiblement alliés, de Fe2O3 et d'oxydes mixtes de fer et de chrome (Cr2-xFexO3, Fe1+xCr2-xO4) dans le cas des inox. L'apport thermique et l'augmentation de la puissance électrique favorisent l'évolution de l'épaisseur de la couche d'oxydes. L'analyse par spectroscopie d'émission d'un plasma d'air obtenue par décharge glissante révèle la présence de l'oxygène atomique et d'espèces moléculaires (radicaux OH et monoxyde d'azote NO) dans la décharge. La comparaison entre spectres expérimentaux et théoriques du système a2 x2 des espèces moléculaires NO et OH est menée pour évaluer les températures rotationnelle et vibrationnelle du milieu. Une estimation de la concentration des espèces NO a été présentée au cours de cette étude.

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GENTY, ALAIN. „Etude experimentale et numerique de l'amorcage et de l'arret de fissure, sous choc thermique, dans un acier faiblement allie (16mnd5)“. Paris, ENMP, 1989. http://www.theses.fr/1989ENMP0189.

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Des essais realises sur un acier faiblement allie au c-mn-ni-mo (16mnd5) ont permis de determiner les tenacites a l'amorcage kic et a l'arret kia, de ce dernier pour un chargement par choc thermique. Les eprouvettes sont soit des disques de 19 mm d'epaisseur soit des cylindres d'une hauteur de 220 mm, avec un diametre exterieur de 150 mm et interieur de 50 ou 46 mm. Une entaille aigue (p=0,04 mm) a ete usinee a leur peripherie et pour les disques minces on y a fait propager une fissure de fatigue. Les eprouvettes sont refroidies uniformement a la temperature de l'azote liquide. Un inducteur place en leur centre chauffe alors tres rapidement une couronne interne. Les gradients thermiques radiaux qui en resultent creent des contraintes circonferentielles de traction en peripherie. Une fissure s'amorce a partir de la pointe de l'entaille ou de la fissure de fatigue, se propage tres rapidement (100 micro secondes) sur quelques centimetres et s'arrete. Les profils de temperature experimentaux servent de base a des calculs numeriques, par la methode des elements finis. On determine ainsi les variations de la contrainte circonferentielle et du facteur d'intensite de contrainte sur l'epaisseur de la paroi. On montre que le modele de beremin pour la rupture fragile en clivage rend bien compte de l'amorcage d'une fissure et de l'effet d'echelle

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Carassou, Sébastien. „Déclenchement du clivage dans un acier faiblement allié : rôle de l'endommagement ductile localisé autour des inclusions“. ENSMP, 1999. http://www.theses.fr/1999ENMP0935.

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Le processus de rupture d'un acier faiblement allié, utilisé pour la fabrication des cuves de réacteur à eau sous pression (rep), a été étudié dans le domaine de la transition fragile-ductile. La méthodologie employée est celle de l'approche locale de la rupture, appuyée par des observations fractographiques quantitatives et des simulations numériques par éléments finis. Des études antérieures ont suggéré que le déclenchement du clivage semble être favorisé par la présence d'hétérogénéités microstructurales, constituées par des amas d'inclusions de sulfure de manganèse (mns) : la zone d'endommagement ductile localisée à l’intérieur des amas de mns concentre les contraintes, et provoque ainsi le déclenchement du clivage sur des sites classiques proches, comme les carbures. L'étude de l'effet d’échelle et de l'anisotropie du comportement à rupture apporte ici la preuve du rôle actif des amas de mns sur le déclenchement du clivage dans l'acier étudié. Le comportement à rupture d’éprouvettes fissurées sollicitées dans le domaine de transition a de plus été simulé, sur la base de calculs 3d par éléments finis. La déchirure ductile stable précédant le clivage à cette température a été reproduite par un modèle d'endommagement couple (modèle de rousselier). La modélisation de la rupture fragile à quant à elle été effectuée en post-traitement, en utilisant un modèle probabiliste de rupture fragile basé sur le mécanisme identifié précédemment. La dispersion de la ténacité de l'acier dans le domaine de la transition est alors correctement reproduite par le modèle. Cependant, la contrainte critique de clivage d'un volume élémentaire représentatif du mécanisme de rupture est alors supposée dépendante de la température. Une simulation numérique du mécanisme de rupture suggéré que cette évolution peut être due en partie à la perte de nocivité des défauts concentrateurs de contrainte avec la température.

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MOLINIE, ERIC. „Mecanique et mecanismes de l'endommagement et de la fissuration en viscoplasticite des aciers ferritiques faiblement allies. Elements d'estimation de la duree de vie residuelle de composants fissures“. Paris, ENMP, 1991. http://www.theses.fr/1991ENMP0290.

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Les aciers ferritiques faiblement allies, destines a des applications industrielles a haute temperature (515-565c), ont ete etudies tant du point de vue metallurgique que du point de vue comportement mecanique. Le vieillissement microstructural d'un acier ferritique 1cr-1mo-1/4v (de microstructure ferrito-bainitique) s'est traduit par une chute des proprietes mecaniques dans le temps. L'endommagement intergranulaire de fluage, difficilement observable sur eprouvettes lisses, a ete caracterise sur eprouvettes axisymetriques entaillees par des mesures metallographiques. L'amorcage et la propagation d'une fissure macroscopique ont ete etudies experimentalement sur une geometrie ct en fluage et en fatigue-fluage sous diverses conditions, isothermes et anisothermes. Le developpement d'une approche globale simplifiee, s'appuyant sur les concepts de la mecanique non lineaire de la rupture, a fait appel au parametre c*. On demontre l'existence d'une correlation unique entre le temps a l'amorcage, t#i et le parametre c* pour les essais de fissuration par fluage et fatigue-fluage avec temps de maintien en fluage de longue duree. L'interpretation de ces essais repose sur des notions de longueur et de contrainte de reference ainsi que sur celle de temps de redistribution des contraintes en pointe de fissure. On insiste sur l'importance de la phase d'amorcage du defaut par rapport a la duree de vie de l'essai. Une comparaison entre plusieurs approches simplifiees developpees pour les materiaux ayant un comportement viscoplastique ductile est proposee. L'approche simplifiee emp (ecole des mines de paris) est appliquee a deux composants industriels. Des elements d'estimation de la duree de vie residuelle sont suggeres

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Sojka, Jaroslav. „Fragilisation par l'hydrogène d'aciers faiblement alliés, utilisés dans l'industrie nucléaire : rôle de la microstructure et de l'état inclusionnaire“. Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1997. http://www.theses.fr/1997ECAP0538.

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Ce travail est consacré aux études de la fragilisation par l'hydrogène d'aciers a508. 3 (virole forgée) et 18mnd5 (tôle) utilisés dans l'industrie nucléaire. Les aciers étudiés ont été utilises soit après le traitement thermique conventionnel, soit après le traitement thermique simulant la zone affectée par la chaleur. Les effets de l'hydrogène ont été étudiés en utilisant des essais de traction, soit sur des éprouvettes lisses, soit sur des éprouvettes entaillées. L’hydrogénation a été effectuée electrolytiquement, les essais de traction ont été réalisés dans un domaine de températures entre +20 et -196°C. L’attention a été portée surtout sur le rôle de la microstructure et de l'état inclusionnaire, mais aussi sur l'influence de la température, de la teneur en hydrogène, de la vitesse de déformation et des conditions de l'hydrogénation. Les résultats obtenus permettent d'établir les conclusions suivantes : les deux matériaux sont assez sensibles à la fragilisation par l'hydrogène, qui se manifeste par une chute importante des propriétés plastiques. Quant aux mécanismes d'endommagement, l'hydrogène provoque la formation de défauts particuliers, ils-de-poisson. L’analyse des effets de divers paramètres a permis de définir les conditions essentielles nécessaires pour la formation des yeux-de-poisson et de proposer un modèle schématique de leur formation.

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Alami, Jaafar el. „Recherche par des essais de traction lente des conditions de corrosion sous contrainte d'aciers faiblement allies“. Paris, ENSAM, 1987. http://www.theses.fr/1987ENAM0006.

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Validation et application d'une technique d'etude de la corrosion sous contraintes: l'essai de traction lente. Definition d'une procedure experimentale pour la preparation des eprouvettes et choix de conditions experimentales optimales. Confirmation par l'essai de traction lente des resultats obtenus dans le cas de deux aciers 10cd9-10 et z10cdnbv0-2 lors d'essais statiques. Application de la methode de traction lente a la recherche des conditions de fissuration a 95**(o)c de deux aciers utilises dans les turbines francaises (20cnd8 et 26ncdv14-7)

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RENEVEY, STEPHANE. „Approches globale et locale de la rupture dans le domaine de transition fragile-ductile d'un acier faiblement allie“. Paris 11, 1997. http://www.theses.fr/1997PA112249.

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Cette etude est une contribution a la prevision des valeurs conservatives de resistance a la rupture brutale des aciers ferritiques et a une meilleure comprehension du changement de modes de rupture mis en jeu dans le domaine de transition fragile-ductile. L'etude experimentale a ete menee sur une debouchure de virole d'une cuve de reacteur nucleaire a eau sous pression, en acier 16mnd5. Des eprouvettes axisymetriques entaillees ont ete testees pour etudier l'amorcage de la rupture dans un element de volume tandis que des eprouvettes fissurees ont ete utilisees pour etudier la propagation stable de la fissure avant la rupture ultime par clivage. L'observation systematique des surfaces de rupture a montre la presence d'inclusions de sulfure de manganese (mns) aux sites de clivage ou a proximite. Les resultats experimentaux ont servi de base de donnees a la modelisation. Les travaux de modelisation ont fait appel a la demarche de l'approche locale de la rupture. La rupture d'un element de volume est decrite a l'aide d'un modele probabiliste original. Ce modele repose sur la connaissance des distributions de tailles et de fractions volumiques des inclusions de mns et sur l'hypothese d'une competition sans interaction des modes de rupture ductile et fragile par clivage. Le modele a ete applique aux eprouvettes fissurees (eprouvettes ct). Il permet de decrire la dispersion des resultats de tenacite a l'amorcage de la fissure. Les augmentations de la valeur moyenne et de la dispersion des resultats de tenacite apres propagation stable de la fissure sont interpretees a l'aide d'un effet de la temperature sur la contrainte de clivage. La modelisation permet alors d'etablir une courbe minimale realiste de la tenacite en fonction de la temperature.

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Catteau, Simon. „Effets du carbone et de l’azote sur les cinétiques de décomposition de l’austénite dans un acier faiblement allié : étude expérimentale et modélisation“. Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0390/document.

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Le traitement thermochimique de carbonitruration suivi d’une trempe est couramment utilisé pour améliorer la résistance à l’usure et à la fatigue de pièces mécaniques. Mais les origines de ce gain de propriétés mécaniques ne sont pas bien connues. La thèse a pour objectif de caractériser et modéliser, pour un acier faiblement allié 23MnCrMo5, l’influence de la concentration en carbone et en azote de l’austénite sur les cinétiques de transformations de phases au refroidissement, les microstructures résultantes et les duretés. Dans un premier temps, la démarche expérimentale repose sur l’élaboration d’éprouvettes enrichies de manière homogène par voie thermochimique en carbone, azote et carbone+azote, grâce à un nouveau procédé. Ensuite, les cinétiques de transformation et les évolutions microstructurales sont étudiées par dilatométrie, par diffraction des rayons-X haute énergie in situ (rayonnement synchrotron) et par MET. L’introduction d’azote induit une forte accélération des cinétiques de transformation et des microstructures plus fines notamment dans le domaine haute température (500_C - 700_C), que nous attribuons à la germination de la ferrite sur des nitrures CrN qui précipitent dans l’austénite pendant l’enrichissement. Les duretés sont par ailleurs beaucoup plus élevées que dans des échantillons enrichis en carbone. La DRX in situ a aussi permis d’identifier l’évolution des différentes phases (austénite, ferrite, cémentite, CrN) et leur chronologie pendant la transformation bainitique. Enfin, un modèle de prédiction des cinétiques de transformations de phases est construit pour simuler les profils de microstructures et de duretés dans des couches enrichies en carbone et/ou azote, conduisant à un relativement bon accord entre simulation et expérience
Carbonitriding thermochemical treatments followed by quench are commonly employed to improve wear and fatigue resistance of mechanical parts. However, the origin of this gain of mechanical properties is not well known. The objective of this PhD thesis is to characterize and to model, for a low-alloyed 23MnCrMo5 steel, the influence of austenite carbon and nitrogen concentrations on phase transformations kinetics during cooling. As a first step, the experimental procedure is based on the elaboration of specimens homogeneously enriched in carbon, nitrogen or carbon+nitrogen, thanks to a specifically designed process. Then, phase transformation kinetics and microstructural evolutions are studied by dilatometry, by high-energy synchrotron X-ray diffraction and by TEM. The introduction of nitrogen induces a strong acceleration of the phase transformation kinetics and much finer microstructures, in particular in high temperature range (500_C - 700_C). We attribute these effects to the nucleation of ferrite on CrN nitrides, which precipitated in austenite during the enrichment. In addition, the hardnesses are much higher than in specimens enriched in carbon. In situ XRD also allowed identifying the evolutions of the different phases (austenite, ferrite, cementite, CrN) and their chronology during the bainitic transformation. Finally, a model to predict the phase transformation kinetics is developed inorder to simulate the microstructure and hardness profiles inside layers enriched in carbon and/or nitrogen, leading to satisfactory agreement between simulation and experiments

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Le, Breton Jean-Marie. „Etude par spectrométrie Mössbauer de la corrosion d'alliages métalliques : aimants permanents Nd-Fe-B ; acier faiblement allié en eau de mer naturelle“. Rouen, 1992. http://www.theses.fr/1992ROUES050.

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La spectrométrie Mössbauer du fer 57 a été utilisée en relation avec d'autres techniques (diffractions de rayons X, microscopie électronique à balayage, microsonde électronique) pour étudier la corrosion d'aimants permanents industriels Nd-Fe-B entre 90°C (avec humidité) et 400°C, et d'un acier faiblement allié (42CD4) en eau de mer naturelle en fonction de la pression hydrostatique. Dans les aimants Nd-Fe-B, l'évolution de la phase Nd2Fe1#4B a été plus particulièrement suivie. Cette phase semble disparaître sous l'effet de l'oxydation du Nd, en formant principalement du fer alpha. Un net ralentissement de ce processus a été mis en évidence dans les aimants avec Co et V préparés par décrépitation par l'hydrogène. La composition de la couche de rouille formée sur des plaques d'acier 42CD4 immergées en eau de mer naturelle pendant 15 jours ne varie pas pour des pressions supérieures à 3MPa. L'akaganéite n'est observée qu'aux pressions inferieures a 3MPa

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RAOUL, STEPHANE. „Rupture intergranulaire fragile d'un acier faiblement allie induite par la segregation d'impuretes aux joints de grains : influence de la microstructure“. Paris 11, 1999. http://www.theses.fr/1999PA112110.

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Cette etude contribue a la meilleure comprehension de la fragilisation intergranulaire induite par la segregation de phosphore aux anciens joints de grains austenitiques des aciers faiblement allies qui constituent les cuves des reacteurs nucleaires a eau sous pression. Une partie de cette etude est realisee sur un acier de nuance 16mnd5 presentant des heterogeneites de composition chimique (veines sombres) avec deux intensites. Des eprouvettes axisymetriques entaillees ont ete testees et des decohesions fragiles intergranulaires sont observees dans les veines sombres. Les sites d'amorcage de la rupture observes sur les surfaces de rupture sont des inclusions mns. Un modele probabiliste rend compte d'une statistique bimodale de la rupture qui s'explique par la double population d'intensites de veines sombres. Une etude metallurgique a ete menee sur la meme nuance d'acier pour etudier l'influence de la microstructure sur la susceptibilite a la fragilisation. Les proprietes de rupture fragile des microstructures obtenues par dilatometrie sont testees par des essais de resilience. Les fractions surfaciques des modes de rupture fragile ont ete mesurees sur les surfaces de rupture. Une transition de mode de rupture est observee avec la microstructure. Les microstructures de martensite revenue et de bainite inferieure presentent une plus grande sensibilite a la fragilisation intergranulaire par rapport a la bainite superieure. La rupture intergranulaire est le mode le plus fragile. La mesure des desorientations cristallines met en evidence une structure de joint sensiblement plus coherente dans les matrices de martensite revenue et de bainite inferieure. La densite des joints quelconques susceptibles de pieger le phosphore est plus grande dans la matrice de la bainite superieure ce qui contribue a la une diminution de la solubilite du phosphore dans cette microstructure. Des observations des microstructures montrent une difference de taille et de repartition des carbures, essentiellement de cementite, entre la martensite revenue et la bainite superieure qui rend compte d'une plus grande sensibilite au clivage de cette derniere.

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Batisse, Rémi. „Contribution à la modélisation de la rupture ductile des aciers : étude quantitative de l'état inclusionnaire d'un acier ferritique faiblement allié au Mn-Ni-Mo et de son influence sur l'amorçage et la propagation de la déchirure ductile“. Compiègne, 1988. http://www.theses.fr/1988COMPI279.

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Une approche locale de la déchirure ductile est appliquée aux aciers ferritiques faiblement alliés. Les paramètres inclusionnaires liés aux processus d'endommagement de l'acier, tels que les distributions de la teneur inclusionnaire et de la morphologie des inclusions, sont déterminés par microscopie quantitative et calculs stéréologiques pour trois nuances d'aciers. Une modélisation de l'approche locale de la rupture ductile est utilisée pour quantifier l'influence de l'état inclusionnaire sur le comportement à la déchirure ductile des aciers.

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Batisse, Rémi. „Contribution à la modélisation de la rupture ductile des aciers étude quantitative de l'état inclusionnaire d'un acier ferritique faiblement allié au Mn-Ni-Mo et de son influence sur l'amorçage et la propagation de la déchirure ductile /“. Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37611643r.

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David, Isabelle. „Mécanismes contrôlant les évolutions structurales dans des aciers faiblements alliés au Nickel-Chrome-Molybdène analyse détaillée de la transformation bainitique et influence de l'addition silicium au cours du revenu /“. Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37604407v.

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Bouyne, Emmanuel. „Propagation et arrêt de fissure de clivage dans l'acier 2 1/4 cr-1 mo“. Paris, ENMP, 1999. http://www.theses.fr/1999ENMP0896.

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Une étude précise de la microstructure de l'acier 2 1/4 cr-1 mo a été réalisée notamment a l'aide de la technique de l'EBSD. Une comparaison systématique avec l'A508 a permis de dégager des points importants. Les deux structures bainitiques obtenues pour des vitesses de refroidissement très proches sont différentes. La structure de l'acier 2 1/4 cr-1 mo se rapproche d'une bainite inférieure ou d'une martensite et se caractérise par des paquets de lattes préférentiellement en relation de macle. Des essais standards sur éprouvettes CCA ainsi que des essais sur anneaux à basse température et des essais de choc thermique ont été réalisés. Ces essais ont permis l'obtention de valeurs de ténacité à l'arrêt entre 196ʿC et 30ʿC. Les essais à basses températures ont montré une forte dépendance de la ténacité à l'arrêt avec la vitesse de propagation. Des calculs numériques en élastodynamique ont montré que cette décroissance peut être le fait d'erreurs commises en utilisant une analyse statique. Les essais à plus hautes températures nous permettent de comparer les essais standard et les essais de choc thermique. On constate que les valeurs obtenues sur éprouvette CCA sont inférieures à celles obtenues par choc thermique. Les effets dynamiques peuvent également être invoqués pour expliquer cette différence. Ces résultats ont été comparés à des valeurs de K I A sur l'A508. Contrairement à la ténacité à l'amorçage, les deux aciers ont vis-à-vis de la ténacité à l'arrêt un comportement très proche. Des observations réalisées à l'aide de différentes techniques (interférométrie, EBSD) permettent de préciser les mécanismes mis en jeu lors de la propagation d'une fissure de clivage et d'appréhender les valeurs expérimentales de ténacité à l'arrêt obtenues au cours de l'étude.

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Cochet, Julien. „Conception optimisée et comportement en service de manilles forgées“. Thesis, Lorient, 2016. http://www.theses.fr/2016LORIS241.

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Les manilles utilisées pour l'assemblage et l'amarrage des plates-formes pétrolières nécessitent des propriétés mécaniques de plus en plus élevées. Mais les défauts de fabrication de ces manilles, responsables de leur rupture prématurée, engendrent des coûts d'intervention très élevés. Afin de comprendre et d'anticiper ces défauts de fabrication, trois outils numériques ont été développés permettant de simuler (i) le procédé de fabrication, (ii) le traitement thermique et (iii) le chargement mécanique de la manille. Le procédé de fabrication des manilles est constitué d'une succession de différentes étapes de forgeage à chaud et a été caractérisé avec des mesures de température, géométrie et efforts durant toutes les étapes. Un modèle numérique thermo- mécanique du procédé de fabrication a été développé en 3D et permet de prédire tous les paramètres de forge. Une étude numérique d'influence de certains paramètres du procédé a permis de comprendre les différentes causes de mise au rebut. Des mesures de température, des observations métallographiques au microscope et au MEB ainsi que des essais mécaniques ont été effectués sur des lopins après différents cycles de traitement thermique. Un modèle numérique de traitement thermique a été développé en 1D et permet de simuler les changements de phases pendant la normalisation et la trempe, et ainsi d'obtenir la dureté résultante en tout point du lopin. Finalement, une cartographie des propriétés mécaniques d'une manille a été obtenue et les modes de déformation de la manille en condition de chargement ont été évalués par le biais d'un essai de tension sur banc. Le modèle numérique de la manille sous tension a été développé en 3D et permet d'évaluer la charge maximale en service, la charge à rupture ainsi que la zone critique de la manille étudiée
Shackles used for the assembly or the mooring of petroleum platforms require constantly higher mechanical properties. But the manufacturing defects often lead to premature failure which can cost 1M€/day. Thus, in order to understand and anticipate those manufacturing defects, three numerical tools have been developed to simulate (i) the manufacturing process, (ii) the heat treatment and (iii) the mechanical behavior of the shackle. A shackle is manufactured via a sequence of hot forming stages and the manufacturing process has been characterized during all the stages, with measures of temperature, geometry and loads. The numerical thermo-mechanical model has been developed in 3D and gives a very good prediction of each forging parameters. A numerical study of influence of some process parameters has led to a better understanding of scrapping. Temperature measurements, metallographic observations as well as mechanical testing have been carried out on cylindrical rods after various heat treatment cycles. The numerical heat treatment model has been developed in 1D and predicts phase transformations during normalizing and quenching, as well as the hardness at each point of the rod. Finally, the distribution of the mechanical properties over a shackle has been characterized and the deformation modes of the shackle were evaluated via a load test on a dedicated bench. The numerical model of the shackle under tension has been developed in 3D and allows to evaluate the working load limit, the break load as well as the critical zone of the shackle

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Mathieu, Jean-Philippe. „Analyse et modélisation micromécanique du comportement et de la rupture fragile de l'acier 16MND5 : prise en compte des hétérogénéités microstructurales“. Phd thesis, Paris, ENSAM, 2006. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00002143.

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La cuve des réacteurs à eau sous pression forme la seconde barrière de confinement de l'assemblage combustible nucléaire. Dans les centrales françaises, elle est constituée d'acier 16MND5 faiblement allié (équivalent de la nuance ASTM A508 Cl.3). Diverses techniques expérimentales (microscopie électronique, diffraction des rayons X etc.) sont mises en oeuvre lors d'essais de tractions in-situ afin de mettre en évidence les hétérogénéités mécaniques apparaissant au sein du matériau. Ces mesures se font en cours de sollicitation pour diverses basses températures [-150°C;-60°C]. Les hétérogénéités mécaniques sont principalement dues aux deux aspects "polycristallins" et "composite"(effet des amas de cémentite) de la microstructure. Des écarts de contraintes résiduelles interphases (jusqu''a 150 MPa en moyenne entre bainite et ferrite), et intraphases (jusqu''a 100 MPa en moyenne par orientation pour la ferrite) sont mis en évidence. Une modélisation complexe est mise en oeuvre afin de représenter le comportement. Elle inclut une loi micromécanique, un modèle de transition d'échelle, et une représentation par éléments finis d'agrégats 3D, le tout associé dans une démarche multi-échelles. L'identification se fait sur le comportement à différentes températures, et permet de reproduire les hétérogénéités de contraintes mises en évidence expérimentalement. Cette modélisation sert de base à l'application déterministe d'un critère local de rupture fragile micromécanique et cristallographique. L'utilisation de divers tirages de répartitions de carbures réalistes permet d'obtenir une probabilité de rupture du volume élémentaire en accord avec les hypothèses formulées par l'approche locale de la rupture. A ceci près que contrairement aux approches habituelles, on ne suppose pas de dépendance de cette probabilité par rapport au chargement ou à la microstructure, celle-ci est naturellement introduite.

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Cussac, Paul. „Influence d’imperfections surfaciques sur la tenue en fatigue de composants nucléaires“. Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2020. http://www.theses.fr/2020ESMA0001.

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Dans le contexte de l’industrie nucléaire, la présence éventuelle d’imperfections surfaciques pouvant être générées par des chutes ou frottements d’outils lors de la fabrication et la maintenance des composants se doit d’être justifiée vis-à-vis du phénomène de fatigue. L’objectif premier de cette étude est d’évaluer dans quelle mesure la présence d’imperfections de surface de l’ordre de quelques dixièmes de millimètre de profondeur peut impacter la durée de vie en fatigue oligocyclique. En parallèle, cette étude cherche à décrire, de manière qualitative et quantitative, l’amorçage et la propagation des fissures à partir de ces imperfections. Afin de répondre à ces objectifs, une campagne d’essais de fatigue uni-axiale, menée en contrôle de déformation totale imposée, a été mise en œuvre avec des éprouvettes cylindriques (Φ 9 mm). Les imperfections de surface ont été introduites artificiellement sur les éprouvettes à l’aide de deux dispositifs permettant l’usinage d’entailles de faibles dimensions. Afin de suivre les phases d’amorçage, de micro et de macro propagation des fissures à partir des imperfections de surface, la méthode du suivi de potentiel électrique a été principalement employée. Des actions expérimentales et numériques complémentaires ont été réalisées afin de calibrer le suivi de potentiel. Les résultats de la campagne d’essais réalisée mettent en évidence une influence significative de la présence d’imperfections sur la tenue en fatigue des éprouvettes étudiées. La mise en œuvre du suivi de potentiel électrique a permis de déterminer les cinétiques d’amorçage et de propagation à partir des entailles artificiellement introduites. L’identification d’un paramètre représentatif de la force motrice de propagation dans le contexte de plasticité généralisée associé aux essais réalisés a par ailleurs permis d’exploiter les données relatives aux cinétiques de propagation dans une optique prédictive
Given the stringent requirements of high levels of safety in nuclear components, stakeholders of the French nuclear industry must anticipate the presence of residual surface imperfections in these components. Such imperfections could be introduced during manufacturing or maintenance operations. The incidence of surface irregularities on the fatigue strength of metallic components has tobe considered. Meanwhile, nuclear components can be loaded under low-cycle fatigue and large-scale plasticity conditions. The first objective of this work isthento assess to what extent the fatigue life of typical nuclear materials may be affected by the presence of such surface irregularities. In parallel, thisstudy aims at describing, qualitativelyand quantitatively, the crack initiation and propagation from these imperfections. In order to meet these objectives, a uni-axial fatigue test campaign, conducted under fully-reversed total axial strain control, in the air at room temperature, has been carried out on the cylindrical specimens (Φ 9 mm). Surface imperfections were artificially introduced onto the specimens. The electric potential trackingmethod has been mainly usedto monitor the crack initiation, micro and macro propagation phases from surface imperfections. Additional experimental and numerical actions have been carried out to calibrate the potential monitoring. The results of thetest campaigndemonstrate a significant influence of the presence of imperfections on the9 mm specimensfatigue strength. The useof electrical methodhas allowedto determine crackinitiation and growth ratesfrom surface imperfections. The identification of a representative parameter of the propagation driving force,in the context of generalized plasticity associated with the tests carried out,has also allowed to analysedata relating to propagation kinetics in a predictive perspective

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Henon-Vernet, Christine. „Contribution à l'étude métallurgique d'une liaison bimétallique soudée 16MND5/309/308“. Grenoble INPG, 1997. http://www.theses.fr/1997INPG0021.

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Les liaisons bimetalliques soudees concernees par cette etude interessent les assemblages par soudage des tubulures de cuve en acier faiblement allie 16mnd5 et des tuyauteries en acier austenitique 316 du circuit rep. Certaines de ces liaisons presentent en peau externe des defauts intergranulaires en premiere couche de beurrage qui n'apparaissent que lorsque la structure de cette premiere couche est purement austenitique. Les materiaux assembles ayant des coefficients de dilatation tres differents, nous avons suppose que la fatigue thermique pouvait etre responsable de la presence de ces defauts. Aussi, afin de tester cette hypothese et estimer le degre de nocivite de la structure austenitique, nous avons etudie une liaison bimetallique presentant une structure austenitique en premiere couche et avons simule la fatigue thermique par de la fatigue oligocyclique a 320c. Nous nous sommes attaches a decrire les transformations metallurgiques induites par le caractere heterogene de l'assemblage. De nombreuses discontinuites ont ainsi pu etre mises en evidence au niveau de l'interface metal de base/premiere couche de beurrage : discontinuites chimiques, microstructurales et cristallographiques. Une analyse des conditions de solidification imposees par le caractere heterogene de la liaison a ete proposee permettant de rendre compte des phenomenes observes. D'un point de vue mecanique, il semble que ces heterogeneites aient peu d'influence sur la tenue en fatigue de la liaison. Quel que soit le mode de sollicitation envisage, nous ne recreons pas les decohesions intergranulaires observees sur site. Une modelisation par elements finis a ete menee pour determiner la repartition de la deformation plastique cumulee et expliquer la presence d'une zone sans bandes de glissements apparentes au niveau de l'interface, cote beurrage.

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Tigges, Domini. „Nocivité des défauts sous revêtement des cuves de réacteurs à eau sous pressions“. Paris, ENMP, 1995. http://www.theses.fr/1995ENMP0588.

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Dans les structures de grandes dimensions réalisées en acier 16mnd5 et revêtues par soudage àa l'arc avec deux couches d'acier austénitique, des décohésions intergranulaires peuvent être présentes dans le métal de base. Pour pouvoir garantir l'intégrité de la structure, p. Ex. De la cuve dans les centrales nucléaires, on cherche à savoir pourquoi ces défauts se forment, et dans quelles conditions accidentelles, une rupture devient possible. Lors d'une rupture déclenchée à partir d'une DIDR, deux mécanismes se superposent. D'une part, la petite taille de ces défauts diminue la température de la transition de la ténacité, et d'autre part, la fragilité intergranulaire est caracterisée par des valeurs de ténacité plus faibles qu'en clivage. Des essais sur des éprouvettes contenant des DIDR confirment avec 36mpam à -90 C la faible ténacité associée à la rupture intergranulaire. En revanche, pour des températures plus élevées, c'est l'effet de taille qui abaisse la température de transition. Pour la rupture en clivage, on observe une diminution de la température de transition de 60 C pour une réduction du rapport A/W de 0. 5 à 0. 1. Dus à la perte de confinement de la plasticité à la pointe de la fissure, le volume plastifié et la ténacité sont augmentes. L'approche locale avec m=29. 8, =0. 5, #u=2460mpa permet de prédire la transition pour des éprouvettes renfermant des petites ou des grandes fissures. Les facies des décohésions intergranulaires provoquées lors du réchauffage (DIDR) sont caracterisés par un taux élevé de soufre qui diminue en s'éloignant de la ligne de fusion. Fragilisant les joints de grains, les contraintes résiduelles sont partiellement relaxées par fissuration. Il en résulte un facies intergranulaire lisse sans aucune trace de déformation. En revanche, la forme finale du défaut est due à un mécanisme combiné de micro-fluage et de fragilisation par du soufre ségrége qui conduit à la formation de facettes intergranulaires cavitées

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Remita, Elias. „Étude de la corrosion d'un acier faiblement allié en milieu confiné contenant du CO2 dissous“. Phd thesis, 2007. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00004934.

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L'annulaire des conduites pétrolières flexibles est un espace confiné entre deux gaines polymère qui peut contenir de l'eau et du CO2. Il présente un rapport V/S entre le volume d'électrolyte et la surface d'acier exposée généralement compris entre 0,01 et 0,06 mL cm-2. Dans ce type d'environnement confiné, le pH est relativement élevé tandis que les vitesses de corrosion sont très faibles par rapport à la situation rencontrée en plein bain. Afin d'étudier cet effet de confinement, une cellule à couche mince originale a été développée et validée. Celle-ci comprend un système d'apport de gaz et un dispositif de contrôle du positionnement. Les effets de la chute ohmique ont ensuite été modélisés à l'aide d'une ligne de transmission afin de calculer l'impédance dans cette cellule. A partir de ce modèle, les impédances mesurées lors de la corrosion d'un acier faiblement allié recouvert d'un film mince d'électrolyte contenant du CO2 dissous ont été analysées. La diminution des vitesses de corrosion en milieu confiné est attribuée à un blocage de la surface active de l'acier par un film de sidérite isolant. Un modèle de corrosion tenant compte de ce blocage ainsi que de l'effet tampon induit par la présence de CO2 dissous a été développé. Les prévisions théoriques sont en bon accord avec les observations expérimentales à l'état stationnaire.

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Dissertationen zum Thema „Aciers faiblement alliés“

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