Tesis sobre el tema "Acier au carbone – Propriétés mécaniques"
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Fallot, Guillaume. "Rôle du carbone lors de la nitruration d’aciers de construction et influence sur les propriétés mécaniques". Thesis, Paris, ENSAM, 2015. http://www.theses.fr/2015ENAM0029/document.
Resumen
Lors du traitement de nitruration, la diffusion de l'azote dans les aciers entraîne la transformation des carbures de revenu en nitrures. Durant cette transformation, du carbone est relâché dans la matrice ferritique. L'étude expérimentale a mis en avant que cette décarburation est observable quel que soit le type de nitruration et pouvait aller jusqu'à 20 % dans le cas où la couche nitrurée ne comportait pas de couche de combinaison. Cette décarburation est induite par la réaction du carbone relâché au cours de la transformation de la cémentite avec l'hydrogène issu de la décomposition de l'ammoniac pour former une espèce carbonée, cette réaction a lieu tant qu'aucune couche de combinaison n'est présente à la surface. Cette redistribution du carbone influe sur la microstructure et les profils de contraintes résiduelles des couches nitrurées. Grâce aux résultats expérimentaux, ce phénomène a été implémenté dans le modèle de simulation de la nitruration développé au laboratoire. Cette implémentation porte essentiellement sur les conditions initiales et aux limites qui ont été obtenues en complétant les résultats expérimentaux par une simulation thermodynamique permettant de simuler des profils d'azote et de carbone proches de ceux obtenus expérimentalement. Le modèle permet également de calculer la variation de volume accompagnant la précipitation et ainsi de calculer les champs des contraintes résiduelles générées à la température de nitruration et leurs modifications lors du refroidissement. Le caractère polyphasé du matériau est pris en compte, la simulation permettant de connaître les contraintes résiduelles dans la ferrite, les précipités et les contraintes résiduelles macroscopiques grâce à un modèle micromécanique de transition d'échelles de type auto-cohérent. Cette approche multiphysique est applicable à l'ensemble des aciers au carbone allié (Cr, Mo, V). Ce modèle a été plus particulièrement appliqué à la nuance industrielle 33CrMoV12-9. L'ensemble de cette étude a permis de comprendre l'influence du carbone sur les propriétés mécaniques des couches nitrurées et de mettre au point un cycle industriel de nitruration en se basant sur les résultats expérimentaux et la simulationDuring the nitriding treatment, the diffusion of nitrogen in the steels causes the transformation of initial carbides into nitrides. During this transformation, carbon is released into the ferritic matrix. The experimental study has highlighted that the decarburization of the nitride layer occurs regardless of the type of nitriding and could reach 20% when the nitriding surface is not composed of compound layer This decarburization is induced by the reaction of the carbon released during the transformation of the cementite, with the hydrogen produced by the decomposition of ammonia to give a carburized species ?, this reaction occurs as long as any compound layer exists at the surface of the sample. This carbon redistribution has an influence on the microstructure and the residual stresses of the nitride layers. Based on experimental results, this phenomenon has been implemented in the nitriding simulation model developed in the laboratory. This implementation focuses on initial and boundary conditions obtained by complementing the experimental results with a thermodynamic simulation, to simulate nitrogen and carbon profiles close to those obtained experimentally. The model also calculates the volume change due to ? the precipitation and calculates the fields of residual stresses generated at the nitriding temperature and their evolution during cooling.. The multiphase character of the material is taken into account; the simulation allowing knowing the residual stresses in the ferrite, the precipitates and macroscopic residual stresses through a micromechanical model of scale transition like self-consistent. This multiphysics approach is applicable to all alloy carbon steels (Cr, Mo, V). This model has specifically been applied to industrial grade 33CrMoV12-9. The entire study allows understanding the influence of carbon on the mechanical properties of nitrided layers and the development of an industrial nitriding cycle based on experimental results and simulation
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Oliveira, Anicio Costa Isadora Maria. "Relations entre la microstructure, les propriétés mécaniques et électromagnétiques de fils d'acier au carbone traités thermomécaniquement". Thesis, Lille 1, 2020. http://www.theses.fr/2020LIL1R047.
Resumen
La perlite est un constituant de nombreuses nuances d'acier à haute résistance utilisées dans des applications industrielles qui exigent une bonne combinaison de résistance mécanique et de ductilité. Avec les exigences croissantes de qualité des produits et de fiabilité en service, le contrôle non destructif des matériaux permet une évaluation non destructive de leurs propriétés dont les méthodes électromagnétiques, y compris les essais par courants de Foucault (CF). Cependant, l'influence des paramètres microstructuraux sur les propriétés physiques mesurées indirectement par un capteur électromagnétique n'est pas encore complètement élucidée. Le but du présent travail est de comprendre les relations entre microstructure, propriétés mécaniques et comportement électromagnétique de fils d'acier au carbone soumis à différents traitements thermomécaniques. Il vise aussi à améliorer les connaissances en métallurgie physique et mécanique de ces aciers. L'effet des microstructures et de la déformation plastique sur le comportement physique de différents fils d'acier de résistances mécaniques distincts a été étudié à travers de mesures de résistivité jusqu’à 2 K et caractérisations magnétiques, et de contrôle par CF. De plus, les domaines magnétiques ont pu être imagés par microscopie à force magnétique en dépit de microstructures complexes. Les réponses électromagnétiques ont été impactés par des variations de conductivité électrique et de perméabilité magnétique typiques de chaque matériau, principalement liées aux différentes fractions volumiques de phases (cémentite et ferrite), leur distribution et leur morphologie. L'augmentation de la concentration en carbone améliore la localisation des électrons sur les sites atomiques, ce qui contribue au caractère covalent des liaisons interatomiques, réduisant ainsi la conductivité des aciers. En outre, les interfaces α-Fe3C qui agissent comme une barrière physique pour le glissement de dislocation dans la ferrite, affectent également le déplacement des électrons libres et des parois des domaines magnétiques dans le matériau. La conductivité et la perméabilité ont augmenté dans l’ordre : martensite, sorbite, perlite, ferrite proeutectoïde-perlite, sphéroïdite et ferrite. De plus, il a été observé que le comportement électromagnétique des aciers perlitiques dépendait de l’état de déformation résultant du procédé de tréfilage, ainsi que de l'utilisation en service où l’endommagement par fatigue peut se produire. Des expériences de fatigue oligocyclique ont montré que la résistance peut être contrôlée par des traitements thermomécaniques appropriés. Le potentiel d’évaluation par CF a été mis en évidence en tant qu'outil de caractérisation de l'état microstructural et des propriétés mécaniques des fils d'acier au cours d’un procédé de fabrication ou lors de son usage. Enfin, cette technique a démontré son utilité pour surveiller la déformation élastique cyclique et l'accommodation plastique des aciers perlitiques répondant aux conditions de charge en fatiguePearlite is a common constituent of a large variety of high strength steel grades typically used in many structural engineering applications, which demand a good combination of high strength and ductility. With the increasing requirements for product quality and in-service reliability, the non-destructive inspection of materials enables the evaluation of their properties including electromagnetic methods, such as eddy current testing (ECT). However, the influence of microstructural parameters on the physical properties indirectly measured by an electromagnetic sensor has not yet been completely elucidated. The objective of the present work is thereby to understand the relations between microstructure, mechanical properties, and electromagnetic behavior of carbon steel wires submitted to different thermomechanical treatments. It aims also at improving the knowledge of the physical and mechanical metallurgy of these steels. The effect of microstructure and plastic deformation on the electromagnetic responses of different steels with various tensile strengths was investigated through resistivity down to 2 K and magnetic measurements, as well as by ECT. In addition, magnetic domains could be imaged by magnetic force microscopy despite the complex microstructures. The electromagnetic responses changed according to the electrical conductivity and magnetic permeability variations of each material, which were mainly related to changes in the volume fraction, distribution, and morphology of the cementite phase within the α-ferrite matrix. The increase of carbon concentration enhances the localization of electrons at the atomic sites, assisting the covalent character of interatomic bonds and thereby reducing the conductivity of steels. Besides, the α-Fe3C interfaces that act as a physical barrier for dislocation slip in ferrite, affecting as well the main free-path for conductive electrons and magnetic domain walls displacements within the material. Conductivity and permeability increased in the order of martensite, sorbite, pearlite, proeutectoid ferrite-pearlite, spheroidite, and ferrite microstructures. Also, the electrical and magnetic behavior of fully pearlitic steels was observed to depend on the deformation resulted from the cold-drawing and in-service application where fatigue may occur. Low-cycle fatigue experiments have pointed out that the resistance can be managed by relevant thermo-mechanical treatments. The potentiality of ECT was highlighted as a characterization tool of the microstructural state and mechanical properties of steel wires during manufacturing processes or in-service environment. Finally, this technique has been shown to be useful for monitoring cyclic elastic deformation and plastic accommodation of pearlitic steels responding to fatigue-loading conditions
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Oliveira, Anicio Costa Isadora Maria. "Relations entre la microstructure, les propriétés mécaniques et électromagnétiques de fils d'acier au carbone traités thermomécaniquement". Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2018-2021), 2020. http://www.theses.fr/2020LILUR047.
Resumen
La perlite est un constituant de nombreuses nuances d'acier à haute résistance utilisées dans des applications industrielles qui exigent une bonne combinaison de résistance mécanique et de ductilité. Avec les exigences croissantes de qualité des produits et de fiabilité en service, le contrôle non destructif des matériaux permet une évaluation non destructive de leurs propriétés dont les méthodes électromagnétiques, y compris les essais par courants de Foucault (CF). Cependant, l'influence des paramètres microstructuraux sur les propriétés physiques mesurées indirectement par un capteur électromagnétique n'est pas encore complètement élucidée. Le but du présent travail est de comprendre les relations entre microstructure, propriétés mécaniques et comportement électromagnétique de fils d'acier au carbone soumis à différents traitements thermomécaniques. Il vise aussi à améliorer les connaissances en métallurgie physique et mécanique de ces aciers. L'effet des microstructures et de la déformation plastique sur le comportement physique de différents fils d'acier de résistances mécaniques distincts a été étudié à travers de mesures de résistivité jusqu’à 2 K et caractérisations magnétiques, et de contrôle par CF. De plus, les domaines magnétiques ont pu être imagés par microscopie à force magnétique en dépit de microstructures complexes. Les réponses électromagnétiques ont été impactés par des variations de conductivité électrique et de perméabilité magnétique typiques de chaque matériau, principalement liées aux différentes fractions volumiques de phases (cémentite et ferrite), leur distribution et leur morphologie. L'augmentation de la concentration en carbone améliore la localisation des électrons sur les sites atomiques, ce qui contribue au caractère covalent des liaisons interatomiques, réduisant ainsi la conductivité des aciers. En outre, les interfaces α-Fe3C qui agissent comme une barrière physique pour le glissement de dislocation dans la ferrite, affectent également le déplacement des électrons libres et des parois des domaines magnétiques dans le matériau. La conductivité et la perméabilité ont augmenté dans l’ordre : martensite, sorbite, perlite, ferrite proeutectoïde-perlite, sphéroïdite et ferrite. De plus, il a été observé que le comportement électromagnétique des aciers perlitiques dépendait de l’état de déformation résultant du procédé de tréfilage, ainsi que de l'utilisation en service où l’endommagement par fatigue peut se produire. Des expériences de fatigue oligocyclique ont montré que la résistance peut être contrôlée par des traitements thermomécaniques appropriés. Le potentiel d’évaluation par CF a été mis en évidence en tant qu'outil de caractérisation de l'état microstructural et des propriétés mécaniques des fils d'acier au cours d’un procédé de fabrication ou lors de son usage. Enfin, cette technique a démontré son utilité pour surveiller la déformation élastique cyclique et l'accommodation plastique des aciers perlitiques répondant aux conditions de charge en fatiguePearlite is a common constituent of a large variety of high strength steel grades typically used in many structural engineering applications, which demand a good combination of high strength and ductility. With the increasing requirements for product quality and in-service reliability, the non-destructive inspection of materials enables the evaluation of their properties including electromagnetic methods, such as eddy current testing (ECT). However, the influence of microstructural parameters on the physical properties indirectly measured by an electromagnetic sensor has not yet been completely elucidated. The objective of the present work is thereby to understand the relations between microstructure, mechanical properties, and electromagnetic behavior of carbon steel wires submitted to different thermomechanical treatments. It aims also at improving the knowledge of the physical and mechanical metallurgy of these steels. The effect of microstructure and plastic deformation on the electromagnetic responses of different steels with various tensile strengths was investigated through resistivity down to 2 K and magnetic measurements, as well as by ECT. In addition, magnetic domains could be imaged by magnetic force microscopy despite the complex microstructures. The electromagnetic responses changed according to the electrical conductivity and magnetic permeability variations of each material, which were mainly related to changes in the volume fraction, distribution, and morphology of the cementite phase within the α-ferrite matrix. The increase of carbon concentration enhances the localization of electrons at the atomic sites, assisting the covalent character of interatomic bonds and thereby reducing the conductivity of steels. Besides, the α-Fe3C interfaces that act as a physical barrier for dislocation slip in ferrite, affecting as well the main free-path for conductive electrons and magnetic domain walls displacements within the material. Conductivity and permeability increased in the order of martensite, sorbite, pearlite, proeutectoid ferrite-pearlite, spheroidite, and ferrite microstructures. Also, the electrical and magnetic behavior of fully pearlitic steels was observed to depend on the deformation resulted from the cold-drawing and in-service application where fatigue may occur. Low-cycle fatigue experiments have pointed out that the resistance can be managed by relevant thermo-mechanical treatments. The potentiality of ECT was highlighted as a characterization tool of the microstructural state and mechanical properties of steel wires during manufacturing processes or in-service environment. Finally, this technique has been shown to be useful for monitoring cyclic elastic deformation and plastic accommodation of pearlitic steels responding to fatigue-loading conditions
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Danylova, Olena. "Etude des relations microstructure/propriétés mécaniques des aciers bas carbone microallies, en fonction des paramètres du traitement thermique et thermomécanique". Lyon, INSA, 2000. http://www.theses.fr/2000ISAL0038.
Resumen
Les aciers bas carbone micro-alliés constituent aujourd'hui une classe de matériaux métalliques à forte potentialité en raison de la simplicité de leur procédé d'élaboration et de leurs caractéristiques mécaniques intéressantes. Notamment, ces aciers possèdent des résistances mécaniques élevées couplées à une bonne résilience et à une basse température de transition ductile/fragile. Notre étude a consisté en une caractérisation présentant deux volets : - le volet microstructural abordé par les moyens des microscopies optique, à balayage et transmission et les moyens micro-analytiques ; -le volet mécanique à partir d'essais conventionnels (essai de traction, essai Charpy, essai BDWTT, nanodureté). La finalité du travail était d'appréhender la corrélation entre les états microstructuraux complexes du type « bainitique » avec les caractéristiques mécaniques. La mixité de la variante bainitique bill avec une martensite revenue, assure le meilleur compromis entre les exigences imposées par les conditions en service. Cependant, ce compromis n'est accessible qu'avec l'apport des espèces micro-alliées qui, initiant une précipitation sous forme de carbonitrures, contribuent à affiner les grains de l'acier, condition indispensable à l'obtention de bonnes propriétésLow carbon micro-alloyed steels produce today a lot of metallic materials having high level of potentialities because of the possibility to use an elaboration processing more economic in association with interesting mechanical properties. Especially ' such steels have high mechanical strength coupled with a high toughness and a low brittle/ductile transition temperature. Our study has consisted in approach of characterization at two levels: - First one is a micro structural characterization by using of optical microscopy, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy and microanalysis devices. - the second corresponds to a mechanical testing investigation such as tensile test, Charpy-V or U-notched test, BDWTT test, nano-hardness. The finality of these investigations has to carry out the correlation between the varied types of “bainitic” microstructures and the mechanical properties. The mixing of the bill type bainite and the tempered martensite provides the better compromise between the requirements asked for applications. However, this compromise is accessible only with the contribution of the micro-alloyed elements, which originate a precipitation under the form of the carbonitrides. These last contribute to the grain refinement in steels. This condition is absolutely necessary in order to have a high level of mechanical properties
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Deshayes, Pascal. "Conséquences du refroidissement accéléré doux après laminage contrôlé sur la microstructure et les propriétés mécaniques d'aciers à 0,1% de carbone". Lille 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LIL10029.
Resumen
Le refroidissement accéléré doux après laminage est un procédé qui permet d'accroître les caractéristiques mécaniques des aciers, en modifiant leur état structural. Cette étude se propose donc d'analyser les effets de la vitesse de refroidissement (vr) et de la température de fin de refroidissement accéléré (tfr) sur les évolutions microstructurales et mécaniques de trois nuances d'aciers microalliés au titane, a 0,1% c et 1,5% mn, se distinguant par une addition de nickel ou de nickel + niobium. Le refroidissement accéléré présente un double avantage. Il permet soit d'augmenter la résistance des aciers sans dégradation des propriétés de résilience, soit d'assurer un niveau de propriétés donne en dépit d'une réduction de la teneur en éléments d'alliage. A cet égard, l'addition de nickel n'est pas toujours nécessaire puisque la limite d'élasticité de l'acier sans nickel devient égale à celle de l'acier allie au nickel lorsque le refroidissement accéléré est conduit à des tfr inférieures à 350°C. Au contraire, le bénéfice d'une addition de niobium est démontré quelles que soient les conditions de refroidissement puisque l'acier microallié au niobium présente généralement un compromis résistance/résilience nettement supérieur à ceux des nuances non microalliées. Cette étude montre par ailleurs que si le refroidissement accéléré est conduit à des tfr inférieures à 350°C, la ténacité des aciers peut être dégradée si la vitesse de refroidissement n'est pas suffisamment élevée. Ces variations de propriétés mécaniques avec l'augmentation de la sévérité du refroidissement résultent des modifications microstructurales qui peuvent se résumer de la façon suivante: réduction de la taille des grains de la matrice ferrito-bainitique, et homogénéisation de la dispersion et augmentation de la trempabilité des secondes phases.
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Van, Duysen Jean-Claude. "Relations entre la microstructure et les propriétés mécaniques d'un acier ferritique au chrome-molybdène à basse teneur en carbone de type Z10 CD Nb V9-2". Paris 11, 1987. http://www.theses.fr/1987PA112133.
Resumen
L'évolution des caractéristiques mécaniques au cours de traitements de vieillissement de longue durée entre 400 et 625°C ainsi que le comportement en fluage à 500 et 550°C de l'acier ferritique Z 10 CD Nb V 9-2 (commercialisé sous l'appellation EM 12) sont essentiellement régis par la précipitation d'une phase riche en Fe, Cr, Mo et par l'appauvrissement en molybdène de la solution solide qui résulte de cette précipitation. Cette phase intermétallique n'est identique à aucune phase connue jusqu’ici.
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Gutier, Patrick. "Pulvérisation cathodique magnétron en condition réactive et propriétés mécaniques de revêtements duplex d'acier inoxydable enrichis en azote, carbone et oxygène". Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2000. http://www.theses.fr/2000INPL042N.
Resumen
Ce travail porte sur la synthèse ainsi que la caractérisation physico-chimique et mécanique de revêtements métalliques et céramiques, obtenus par pulvérisation cathodique magnétron d'une cible métallique d'acier inoxydable austénitique dans des plasmas réactifs argon-azote, argon-méthane ou argon-oxygène. Les solutions solides métastables sursaturées en azote, carbone ou oxygène ainsi que le composé céramique de type oxyde (Fe, Cr, Ni)₃ O₄ avec leurs différentes variétés cristallines ou amorphes sont étudiés par les principales techniques d'analyse structurale par diffraction et méthodes physiques d'analyse chimique. La seconde partie de l'étude est consacrée à la caractérisation mécanique complète à la fois des différents revêtements et des composites (dépôt + substrat). Dans un premier temps, les propriétés intrinsèques des couches sont étudiées et reliées aux paramètres d'élaboration ainsi qu'aux propriétés structurales et microstructurales. La mise en oeuvre des tests d'indentation Vickers sous forte charge, de rayure monopasse et multipasses, permet ensuite de définir le caractère fragile ou ductile des couches dont dépend le comportement tribologique du composite (frottement, usure)This work deals with the synthesis, the physico-chemical and mechanical caracterisation of coatings obtained by cathodic magnetron sputtering of a metallic austenitic stainless steel target in different argon - reactive gas (nitrogen, methan or oxygen) mixtures. The metastable solid solutions which are nitrogen, carbon or oxygen supersatured, as weIl as the ceramic compound of oxide type (Fe, Cr, Ni)₃O₄, with their different crystalline or amorphous structures are studied by means of the main diffraction techniques of structural analysis and physical methods of chemical analysis. The second part of this work aims to point out the complete mechanical properties of the different coatings and composite (coating + substrat). The intrinsic properties of the different coatings were first studied in relation with the elaboration parameters and structural properties. Vickers indentation as well as single pass and triboscopic multipass scratch testing were then performed on the three type of N, C, 0 doped coatings, in order to establish a relation between the brittleness or ductility and the tribological behaviour (friction, wear)
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Avila, de oliveira silva Lais. "Investigation de l’effet du gradient microstructural généré pendant le patentage sur les propriétés mécaniques finales des fils d’acier perlitiques". Electronic Thesis or Diss., Centrale Lille Institut, 2022. http://www.theses.fr/2022CLIL0007.
Resumen
Les aciers perlitiques pourraient apparaître comme une microstructure simple, de composition eutectoïde contenant deux phases (cémentite et ferrite) arrangées en lamelles. Cependant, ils présentent une microstructure hiérarchisée, composée de nodules de même cristallographie semblables à des grains. Ces nodules comprennent des colonies formées de lamelles parallèles de ferrite et de cémentite à l'échelle nanométrique. Dès lors, les aciers perlitiques offrent une résistance et une ductilité élevées à un coût raisonnable, en accord avec les applications telles que câbles de pont, ressorts… Bien que les aciers perlitiques soient connus et largement étudiés depuis plus de 150 ans, il pourrait paraître provoquant de proposer de nos jours des voies d’amélioration de leurs propriétés mécaniques.Cependant, certaines options n'ont pas encore été envisagées comme le gradient microstructural ou le contrôle des morphologies de la perlite. Le concept de gradient microstructural a été largement exploré pour des microstructures simples d’aciers (ferritique ou austénitique),mais sa transposition vers les aciers perlitiques est plus compliquée. Ce travail de thèse vise à étudier la faisabilité de produire un gradient microstructural dans des aciers perlitiques et de contrôler la morphologie de la perlite. Il repose sur la compréhension des mécanismes métallurgiques impliqués et l'impact sur les propriétés mécaniques, en particulier la fatigue, compte tenu de l'application finale de ce matériau. Le contrôle de la microstructure et du gradient est basé sur la transformation de l'austénite en perlite et, par conséquent, tous les paramètres pouvant influencer cette transformation doivent être étudiés. Cela comprend des paramètres de traitement thermique (vitesse de chauffage, vitesse de refroidissement, mode de refroidissement, température de transformation) et des matériaux (espacement interlamellaire entre ferrite et cémentite initial, état de déformation de la perlite). L'espacement interlamellaire, connu pour contrôler les propriétés mécaniques des aciers perlitiques, varie avec la température de transformation, donnant lieu à une perlite grossière et fine lors qu'elle est transformée à températures élevée ou basse, respectivement. Nous montrons qu’il est possible de créer un gradient microstructural d'espacement interlamellaire mais ce gradient est limité par le diamètre du fil. A partir d’essais utilisant un dilatomètre, ces gradients ont été obtenus avec succès dans des fils de diamètre 6 et 12 mm. Ces fils à gradient microstructural ont ensuite été tréfilés et les propriétés mécaniques avant et après tréfilage ont été comparées afin de s'assurer que les gradients formés lors du traitement thermique sur des fils de diamètre 6 mm sont toujours présents sur les fils de diamètre final 2,25 mm. La morphologie de la perlite a également été modifiée par la maîtrise des traitements thermiques utilisant un refroidissement continu et isotherme. Des perlites divorcées, connectées et bien alignées de même distance interlamellaire ont été produites. Il s'avère que la morphologie de la perlite dans des échantillons monolithiques a un impact plus important sur la plasticité cyclique que la présence d'un gradient. Les résultats obtenus dans ce doctorat ont donné lieu à discuter de la transformation perlitique lors d’un refroidissement continu et isotherme, des mécanismes contrôlant la morphologie de la perlite (surtout divorcée ou lamellaire), des phénomènes métallurgiques se produisant lors du chauffage (recristallisation,restauration et sphéroïdisation), ainsi que des mécanismes de plasticité de la perlite. Enfin, la possibilité de réaliser des gradients microstructuraux avec les moyens de refroidissement utilisés sur des lignes de tréfilage et de traitements thermiques a aussi été étudiée.L’obtention de gradients par des technologies de refroidissement alternatives autre que le plomb est un réel succès compte tenu des contraintes environnementales: Pearlitic steels could appear to be a simple and classic microstructure, with a rather simple eutectoid composition containing twophases (cementite and ferrite) in a lamellar distribution. However, they feature a hierarchical microstructure, which is composed of nodulesthat present the same crystallography and are grain-equivalent, then the nodules comprise the colonies that contain the parallel ferrite andcementite lamellas at a nanometric scale. As a result, pearlitic steels offer high strength and ductility at a reasonable cost, which fits verywell for various structural and reinforcement applications, e.g., steel core, bridge cables, wire ropes, springs…Although pearlitic steels areknown and vastly studied for over 150 years, it could appear outrageous to still propose manners of improving their mechanical properties.However, some options have not yet been considered such as the microstructural gradient or the control of the pearlite morphologies. Themicrostructural gradient concept has been widely explored in simple microstructure in steels, such as ferrite or austenite, but it is morecomplicated to export it in the pearlitic steel. The present Ph.D. aims to investigate the feasibility of producing a microstructural gradient infully pearlitic steels and of controlling the pearlite morphology. It is sought the understanding of the involved metallurgical mechanisms andthe impact on the mechanical properties, especially fatigue, considering the final application of this material. The control of themicrostructure and the gradient is based on the transformation of austenite into pearlite and, therefore, all the parameters that couldinfluence this transformation must be studied. It includes heat treatment parameters (heating rates, cooling rates, cooling modes,temperature of transformation…) and materials ones (initial interlamellar spacing, deformation state of pearlite…). The spacing between theferrite and cementite lamella, known to govern the mechanical properties of pearlitic steels, varies with the transformation temperature,which results in coarse and fine pearlite when transformed at high or low temperatures, respectively. It is found that a microstructuralgradient of interlamellar spacing is possible to be formed but is limited by the rod diameter. Using the dilatometer, it was successfullyprocessed in a 6 and 12 mm diameter rod. The gradient-containing wires were then drawn and the mechanical properties before and afterdrawing are compared to assure that the gradients formed during the heat treatment of the 6 mm diameter wires are still present on the2.25 mm final diameter wires. The morphology of pearlite has also been modified by control of heat treatments using continuous andisotherm cooling. Divorced, connected and well-aligned perfect pearlites with the same interlamellar distance have been processed. It turnsout that the morphology of the monolithic pearlite specimen has a higher impact on cyclic plasticity than the presence of a gradient. Theresults obtained in this Ph.D. gave rise to discussions on the pearlitic transformation under continuous and isotherm cooling, on themechanisms controlling the morphology of pearlite (mostly divorced or lamellar), on the phenomena happening during heating,(recrystallization, recovery, and spheroidization), and also on the mechanisms of plasticity of pearlite. Finally, the feasibility of the productionof the gradients by real cooling technologies is assessed by transforming the wires in a pilot line. It is of most interest that the gradients areproduced by alternative cooling technologies since the lead patenting technique is not the most environmentally friendly, although the mostwidely used
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Wauthier, Aurélie. "Observation expérimentale et prévision des paramètres de la déformation déterminants pour la genèse des textures cristallographiques lors de la recristalisation des tôles minces d'aciers à basse teneur en carbone". Paris 13, 2008. http://www.theses.fr/2008PA132010.
Resumen
L’objectif de cette thèse est de comprendre et modéliser, sur des bases physiques, les phénomènes métallurgiques et mécaniques induisant des changements de textures cristallographiques. Des caractérisations microscopiques et texturales sont menées sur un acier IF au cours de son procédé d’élaboration : à l’état de tôle à chaud, puis de tôle à froid et enfin après recristallisation. La caractérisation des hétérogénéités de déformation tout comme la modélisation a été réalisée à différentes échelles. Les paramètres extraits de la caractérisation expérimentale, ont permis d’estimer la fragmentation qui a lieu dans certaines orientations. Ces résultats s’accordent avec l’estimation de l’énergie stockée par DRX avec, en moyenne deux fois plus d’énergie dans les grains de la fibre γ après de fortes réductions mais peu de différences avant. Une hiérarchie de la fragmentation F est proposée telle que F{100}<110> < F{112}<110> < F{111}<110> < F{111}<112> < F{554}<225>The aim of this study is to understand and to model, on physical bases, metallurgical and mechanical phenomena that induce changes in crystallographic textures. Microscopic and textural characterizations have been performed on an IF steel during its industrial process: in the hot band state, then after cold rolling and finally after recrystallisation. Deformation heterogeneities characterization like the modeling has been realized at different scales. The parameters extracted from experimental work, allow an estimation of the fragmentation that occurs in some specific crystallographic orientations. These results are in accordance with the stored energy estimation realized by XRD with, in average, two times more energy in the γ-fibre grains than in the α-fibre grains after high cold-rolling levels, but with low differences for low thickness reductions. A hierarchy of the fragmentation F is proposed such as F{100}<110> < F{112}<110> < F{111}<110> < F{111}<112> < F{554}<225>
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Alwan, Raad Aboud. "Analyse des évolutions structurales et du comportement mécanique d'un acier au chrome-nickel-molybdène à très bas carbone du type Z1CNDA 12-09-02, en fonction des traitements thermiques". Paris 11, 1989. http://www.theses.fr/1989PA112002.
Resumen
Nous avons étudié le comportement structural d'un alliage inoxydable martensitique de composition : Fe-11,7 Cr-9,2 Ni-1,99 Mo-0,71 A1-0,34 Ti en fonction de différents cycles thermiques appliqués dans l'intervalle des températures comprises entre -160 et 1150°C. La cinétique de la transformation austénitique, ainsi que la fraction volumique d'austénite de réversion conservée à l'ambiante -lors de traitements isochrones ou isothermes- ont été caractérisées en fonction des conditions de traitement. L'étude du comportement de l'alliage au cours de revenus isothermes, a montré que cet alliage se durcit en trois stades, impliquant la formation de précipités différents ou d'amas avant que n'interviennent les phénomènes de survieillissement et la formation de l'austénite de réversion. Finalement, pour obtenir des propriétés mécaniques (Rm et R 0,002) intéressantes ainsi qu'une amélioration de A % et KCV' il s'est révélé souhaitable de procéder à des traitements de revenu à des températures comprises entre 525 et 550°C, pour lesquelles le gain de ductilité et de résilience est obtenu au détriment d'une légère diminution des caractéristiques de résistanceWe have studied the structural behavior of a stainless steel capable of age hardening, with a very low carbon content. The martensitic alloy concerned by this research has the following composition : Fe-11. 7 Cr-9. 2 Ni-1. 99 Mo-0. 71 Al-0. 34Ti. The thermal treatments have been undertaken in the temperature range of -160°C and 1150°C. The kinetics of the austenitic transformation and the volumic fraction of reversed austenite stabilizes at ambient temperature have been caracterized as a function of the treatment conditions (isothermal and/or isochronal). During isothermal tempering three stages of hardening may occure before the overaging phenomenon and the formation of reversed austenite. Finally, interesting mechanical properties (Rm and R0. 002) and the improvement of A % and KCV for this alloy, can be obtained when the tempering is performed in the range of 525-550°C, the increase in ductility and toughness being obtained to the detriment of a small decrease in mechanical proof
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Villegas, Randolfo. "Genèse de la ferrite aciculaire dans les aciers à moyen carbone microalliés au vanadium. Morphologie fractale en relation avec les propriétés mécaniques". Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2007. http://www.theses.fr/2007INPL086N/document.
Resumen
Des nuances d’aciers à moyen carbone, microalliés au vanadium, ont été élaborées avec l’objectif d’obtenir de nouvelles microstructures, majoritairement constituées de ferrite aciculaire (FA). Le contrôle de la composition chimique (0.1-0.3 % V) et la vitesse de refroidissement (2.0 °Cs-1) conduit à des fractions de FA atteignant 80 %. Un paramètre empirique, le pouvoir ferritisant, P, a été introduit pour évaluer l’effet combiné de la composition chimique et de la vitesse de refroidissement sur la fraction de FA. Les caractérisations par MEB et MET montrent que la FA se développe à partir de la ferrite proeutectoïde recouvrant les inclusions de MnS. Une précipitation interphase de carbonitrures de vanadium, V(C,N), serait à l’origine d’un appauvrissement local en carbone de la matrice austénitique autour des aiguilles de FA, favorisant une germination autocatalytique. Le caractère fractal de la FA a été mis en évidence par des caractérisations morphologiques. Les dimensions fractales, D, et les longueurs de coupure ont été déterminées par la méthode de comptage de boîtes à partir d’images MEB. Des essais mécaniques isothermes-quasistatiques révèlent des propriétés mécaniques équivalentes à celles des microstructures bainitiques. Les courbes contrainte-déformation montrent un comportement mécanique de type Hollomon. Les structures de ces aciers présentent des taux de consolidation qui augmentent avec l’accroissement de la fraction de FA. Une corrélation entre les propriétés mécaniques et la dimension fractale a été établie. Ce lien s’exprime par des relations de type exponentiel : [delta]M = c exp [[alpha](D -2)] où M représente? les propriétés mécaniques (Re, Rm, etc.) et c? et ?[alpha] des constantesMedium carbon vanadium microalloyed steels have been developed to obtain new microstructures, mainly formed of acicular ferrite (AF). Controlling the chemical composition and (0.1-0.3 % V) and the cooling rates (2.0 °Cs-1) lead to AF fractions up to 80 %. An empirical parameter, the ferritisant power, P, has been introduced to evaluate the combined effect of chemical composition and cooling conditions. Scanning (SEM) and transmission (TEM) electron microscopy investigations indicate that AF develops from proeutectoid ferrite enveloping MnS inclusions. An interphase precipitation of vanadium carbo-nitrides, V(C,N) has been identified. It is suggested that this precipitation is at the origin of carbon depletion in the austenitic matrix surrounding the AF plates. The formation of the AF is then enhanced by an autocatalytic effect. The fractal nature of AF has been determined by SEM and TEM characterisations. Fractal dimensions, D, and cut off lengths have been derived by the counting box method applied to SEM images. Mechanical tests conducted in isothermal and quasistatic conditions reveal that mechanical properties of AF are of the same grade of that of bainitic microstructures. Experimental strain-stress curves are described by the Hollomon law. The work hardening of the studied microstructures increases with the AF fraction. The mechanical properties have been linked to the fractal dimension by the following exponential relation : [delta]M = c exp [[alpha] (D -2)], where M represents the mechanical property (Re, Rm, etc.) and c and [alpha] are constants parameters
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Pushkareva, Irina. "Évolution microstructurale d'un acier Dual Phase. Optimisation de la résistance à l'endommagement". Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2009. http://www.theses.fr/2009INPL084N/document.
Resumen
Actuellement, l’industrie automobile est à la recherche d’une meilleure solution pour l’allégement de la structure de véhicule afin de diminuer la consommation de carburant et par conséquent diminuer les émissions nocives de CO2. Les aciers à très haute résistance (THR) mécanique permettent d’obtenir les tôles d’acier à section diminué avec les mêmes ou meilleurs propriétés fonctionnels. Les aciers Dual-Phase (DP), constitués majoritairement d’une phase ductile, la ferrite, et d’une phase dure, la martensite, occupent une place importante en tant que matériaux de structure destinés au challenge préoccupant l’industrie automobile. Une bonne résistance à l’endommagement est exigée pour leur utilisation en tant que des pièces de structures et de renfort pour l’automobile. Il a été bien établi que la résistance à l’endommagement des ces aciers Dual-Phase est contrôlée par leur microstructure. Ce travail de thèse s’est inscrit dans une logique de compréhension des mécanismes d’endommagement d’un acier Dual-Phase modèle, le DP 780, en fonction de différents paramètres microstructuraux. Deux mécanismes d’endommagement ont été identifiés pour l’acier DP 780 : la décohésion de l’interface ferrite/martensite et la formation de cavités autour des carbures, dans la martensite revenue. Un modèle qualitatif de mécanisme d’endommagement a été développé afin de pouvoir prédire l’endommagement de l’acier DP 780. Ce modèle qualitatif, développé pour l’acier DP 780, servira de base d’approfondissement de modèles plus élaborés et quantitatifs permettant la compréhension et la prédiction de l’endommagement des aciers Dual-Phase, de façon généraleIn the automotive industry current environmental concerns require that the vehicle fuel consumption and CO2 emissions should be reduced as much as possible. It is therefore advantageous to reduce the weight of body in white components by replacing existing parts with higher strength, thinner gauge alternatives with equivalent or improved functional properties. Dual Phase (DP) steels are a class of high-strength low-alloy steels characterized by a microstructure consisting of martensite and ferrite. Dual Phase steels combine high strength levels with good ductility. Thus, DP steels are potentially very attractive for the automobile industry. In addition to the required high strength and ductility, DP steel has to be cold formed into complex shapes. It appears that DP steel damage behaviour is very complex and cannot be predicted using existing models based on standard mechanical properties. This work is concerned with the study of microstructural evolution and investigation of the relation between the microstructure and damage mechanisms in a reference DP 780 steel. Two damage mechanisms have been identified in this DP steel: ferrite/martensite interface decohesion and void formation at tempered carbides. A simple modeling for qualitative description of the observed damage formation mechanisms is proposed. This modeling permits a basic understanding of the experimentally observed trends and could be used as the starting point for a more detailed analysis in future
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Pu, Xiaoxue. "Thermomechanical study of the gigacycle fatigue behavior of pure iron and carbon-manganese steels : influence of chemical composition and microstructure on damage and crack initiation mechanism". Thesis, Paris 10, 2019. http://www.theses.fr/2019PA100051.
Resumen
Ce travail tente de mieux comprendre les dommages par fatigue dans les aciers à ferrite-perlite dans la fatigue à très grand nombre de cycles (VHCF). Les influences de deux paramètres, le pourcentage de phase perlite et le pourcentage d'atomes interstitiels libres dans une solution solide, sont étudiées pour comprendre les mécanismes de dissipation en fatigue à 20 kHz. Une thermographie infrarouge in situ est réalisée pour enregistrer les changements de température, tandis que des observations au microscope sont menées pour étudier le mécanisme de dissipation. Pour les matériaux de BCC, sous fortes amplitudes de contrainte, une augmentation soudaine de la température se produit sans initiation de fissure ni fracture. L’augmentation inévitable de la température jusqu’à des centaines de degrés aux fortes amplitudes de contrainte est principalement due à la mobilité des dislocations vis, qui est l’une des clés permettant d’expliquer le comportement en fatigue observée de la structure du BCC sous un chargement haute fréquence. Par conséquent, les PSB en surface et les micro-vides dans la matrice émergent en masse, accompagnant cette élévation abrupte de la température. Ces phénomènes sont considérés comme une transition du mécanisme de déformation du régime thermique au régime athermique. À faible amplitude, peu de PSB ou de rugosité de surface sont encore observés. Il a été constaté que les PSB sur le fer armco étaient susceptibles d’apparaître avant 1x107 cycles et que le seuil de PSB était inférieur à la limite de fatigue conventionnelle. La présence d'atomes interstitiels libres dans les aciers entraîne l'apparition d'une augmentation secondaire de la température dans la domain de la température stabilisée à 100-200 °C. Ce comportement semble être lié à l'interaction des dislocations coins avec des atomes interstitiels libres. De plus, on pense que le phénomène remarquable de durcissement-adoucissement-durcissement après l'élévation soudaine de la température jusqu'à plus de 300 °C est l'interaction de dislocations à vis multipliées et d'atomes interstitiels libresThis work attempts to a better understanding of the fatigue damage in ferrite-pearlite steels in the Very High Cycle Fatigue (VHCF) domain. The influences of two parameters, pearlite phase percentage and free interstitial atoms percentage in solid solution, are investigated to understand dissipative mechanisms under 20 kHz high frequency fatigue loading. In-situ infrared thermography is carried out to record the temperature changes, while fractography studies and microscope observations are conducted to investigate the dissipative mechanism on the surface of specimens.For body centered cubic (BCC) materials, under high stress amplitudes, a sudden increase of the temperature occurs without a crack initiation and fracture. The inevitable temperature increase up to hundreds of degrees at high stress amplitudes, is caused mainly by the screw dislocations mobility, which is the key to explaining the observed fatigue behavior and thermal response of BCC structure under high frequency loading. Therefore, PSBs on surface and micro-voids in matrix emerge massively, accompanying with this abrupt temperature increase. These phenomena are considered as transition of deformation mechanism from thermal regime to athermal regime. At low amplitudes, few PSBs or surface roughness are still observed on the specimen surface. Through the cycles of PSB appearance on armco-iron, it’s found that PSBs are inclined to appear before 1x10(7)cycles, and PSB threshold lies below the conventional fatigue limit. The increase of pearlite phase content weakens the temperature elevation, and strengthens the fatigue properties. The presence of free interstitial atoms in steels results in appearence of a secondary temperature increase in the stabilized temperature part (100-200 degree). This behavior seems to be related to the interaction of edge dislocations with free interstitial atoms. Moreover, the remarkable hardening-softening-hardening phenomenon after the sudden temperature elevation to above 300 degree is thought as the interaction of multiplicated screw dislocations and free interstitial atoms
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Gonzalez, Hermosilla Wilfrido Arturo. "Estudio del comportamiento en fatiga de un acero SAE 1045 recubierto con WC-10%Co-4%Cr depositado mediante proyección termica de alta velocidad". Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10121/document.
Resumen
Le présent travail a été mené dans le but d’étudier l’influence de la préparation de surface de l’acier SAE 1045 revêtu de l’alliage WC-10%Co- 4%Cr par projection thermique HVOF sur le comportement en fatigue. Avant la projection thermique HVOF, le substrat a été préparé avec trios conditions différentes de rugosité dans le but de fournir différentes propriétés d’adhérence du revêtement sur son substrat. L’analyse microstructurale des systèmes revêtus a été faite par microscopie électronique à balayage. La rugosité du substrat a été évaluée par profilométrie optique et l’adhérence du revêtement sur le substrat par l’essai d’indentation interfaciale. Les modules d’élasticité du substrat et du revêtement ont été déterminés par ultrasons. Le comportement en fatigue du système revêtu a été étudié en flexion rotation (R = -1) en utilisant une contrainte maximum alternée dans le domaine 358-420 MPa. Une simulation numérique utilisant un code de simulation commerciale a été appliquée pour décrire la comportement en fatigue des systèmes revêtus. Cette étude a permis une meilleure compréhension du comportement en fatigue du système revêtu par projection thermique HVOF et la corrélation d’un tel comportement avec les paramètres importants comme la rugosité du substrat, les caractéristiques microstructurales du revêtement et son adhérence au substratThe present research work has been carried out in order to study the influence of the surface preparation of a SAE 1045 steel substrate on its fatigue behavior after coating with WC-10%Co-4%Cr deposited by HVOF thermal spraying. Prior to HVOF deposition, the substrate was prepared in three different surface roughness conditions, in order to provide mechanical bonding to the coating. The microstructural analysis of the coated systems was carried out employing SEM techniques. The substrate surface roughness was evaluated by means of optical perfilometry and the adherence of the coating to the substrate was studied employing interface indentation techniques. The elastic modulus of both substrate and coating was determined by means of ultrasound techniques. The fatigue behavior of the substrate-coating system was investigated under rotating bending conditions (R = - 1), employing maximum alternating stresses in the range of 358-420 MPa. A numerical simulation, employing a FEM commercial code, was carried out in order to describe the fatigue behavior of the coated systems. This investigation has allowed a better understanding of the fatigue behavior of the coated systems obtained by HVOF thermal spraying and the correlation of such a behavior with important parameters such substrate roughness, coating microstructural characteristics and its adherence to the substrate
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Marchal, Arnault. "Comportement thermomécanique d'aciers déformés par essais de torsion à chaud". Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1997. http://www.theses.fr/1997INPL013N.
Resumen
Cette étude est une contribution à la compréhension des mécanismes de déformation plastique à chaud des aciers bas carbone. Le comportement du matériau est modélisé par une loi de comportement viscoplastique déduite d'essais de torsion rapides. Nous avons développé un nouveau système qui permet l'acquisition instantanée des paramètres expérimentaux, et nous avons mis au point une méthodologie plus adaptée à l'analyse du dépouillement de l'essai. Dans notre étude, pour laquelle les vitesses de déformation sont comprises entre 0. 1 et 10 S-¹, nous avons montré l'influence de la cinématique de chargement et de l'auto-échauffement de déformation sur l'évolution de la contrainte. Enfin, nous avons développé un programme de simulation numérique de l'essai de torsion qui permet d'expliquer les effets du couplage thermique et mécanique sur l'évolution de la contrainte de déformation. Nous montrons en particulier comment l'évolution locale de la température (gradient thermique radial) conduit à l'allure caractéristique des courbes brutes de torsion
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Caisso, Camille. "Caractérisation et modélisation de la rupture dans le domaine de la transition ductile-fragile de matériaux tubulaires utilisés dans la fabrication de générateurs de gaz pour airbags". Thesis, Brest, École nationale supérieure de techniques avancées Bretagne, 2021. http://www.theses.fr/2021ENTA0014.
Resumen
Ce travail porte sur la caractérisation des mécanismes de rupture, ductile et fragile, de matériaux tubulaires utilisés pour la fabrication de générateurs de gaz pour airbag. Lors d’un accident, le coussin d’un airbag est gonflé en quelques millisecondes par un générateur de gaz. En cas de défaillance de ce dernier, un mode de rupture ductile doit être assuré jusqu’à des températures de -60°C. Un essai Charpy sur éprouvette anneau a été proposé pour quantifier le risque de rupture fragile des matériaux des générateurs de gaz. Cependant, cette modification de l’essai Charpy soulève deux problématiques : dans quelle mesure cet essai permet de caractériser la transition ductile-fragile et comment déduire le risque de rupture fragile d’un générateur de gaz en fonctionnement à partir des résultats des essais Charpy ? Pour répondre à ces questions, une approche combinant essais et simulations numériques a été mise en place. Différents essais ont été développés afin de caractériser le comportement et l’endommagement ductile du matériau de l’étude. Une approche locale de la rupture ductile a été adoptée pour la modélisation. Ensuite, une campagne d’essais Charpy sur anneau effectuée pour des températures comprises entre -160°C et 23°C a permis de caractériser la transition ductile-fragile. Une étude numérique de cet essai a été menée puis couplées aux essais Charpy, cela a permis de mettre en place une modélisation de la rupture fragile. Le risque de rupture fragile des éléments structuraux de générateurs de gaz est enfin évalué. L’influence du procédé de fabrication sur le risque de rupture fragile a aussi été étudiéeThis work deals with the characterization of the ductile and brittle failure mechanisms of tubular materials used for the manufacture of airbag gas generators. During a crash, airbag cushion is inflated in a few milliseconds by a gas generator. In case of gas generator failure, a ductile failure mode must be ensured up to temperatures of -60°C. A Charpy ring test has been proposed to quantify the risk of brittle failure of gas generator materials. However, this modification of the Charpy test raises two issues: to what extent does this test allow to characterize the ductile-fragile transition and how can the risk of brittle failure of an operating gas generator be deduced from the results of the Charpy test? To answer these questions, an approach combining experiments and numerical simulations was implemented. Various experimental configurations were developed in order to characterize material behavior and ductile damage. The ductile failure is modeled with a local approach. Then, ductile to brittle transition was characterized by a Charpy ring test campaign performed for temperatures between -160°C and 23°C. A numerical study of this test was carried out. Coupled with the Charpy tests, it allowed to set up a model of the brittle failure. The risk of gas generators brittle failure is finally evaluated. The influence of the manufacturing process on the risk of brittle failure was also studied
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Curtet, Émilien. "Évolution microstructurale et compréhension des mécanismes de déformation d'un acier austénitique stabilisé au titane pour les réacteurs de quatrième dimension". Thesis, Poitiers, 2019. http://www.theses.fr/2019POIT2293.
Resumen
Les futurs réacteurs nucléaires de IVème Génération doivent répondre à de nouvelles exigences en matière de sureté, d’efficacité énergétique, et d’intégration dans le cycle du combustible nucléaire. Pour répondre à cette demande, le CEA développe de nouveaux concepts de réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium. Le matériau de gainage combustible candidat pour le cœur de ces réacteurs est l’acier 15-15Ti AIM1 (Austenitic Improved Material #1). Il s’agit d’un acier inoxydable austénitique avancé contenant 15% de chrome et 15% de nickel en masse, stabilisé au titane et utilisé à l’état faiblement écroui.Cet acier présente une singularité marquée de comportement : sa ductilité diminue fortement entre 20 et 200°C, ce qui se traduit par une diminution d’un facteur proche de 3 des allongements homogène et à rupture dans cet intervalle de température. Par ailleurs, l’effet du vieillissement thermique sur sa microstructure et son comportement mécanique reste peu connu aux températures les plus basses des conditions de service en réacteur, c’est-à-dire entre 400 et 600°C. Dans ce contexte, le but de cette thèse est double :- Améliorer notre compréhension des mécanismes de déformation responsables de la singularité de comportement constatée à 200°C ; - Etudier l’influence d’un vieillissement hors flux dans une gamme de température comprise entre 400 et 600°C sur les évolutions microstructurales et sur le comportement en traction incluant la singularité de comportement.Elucider l’origine de la singularité de comportement en lien avec les mécanismes de déformation a requis une approche multi-échelle regroupant des techniques comme les essais de traction, la diffraction des électrons rétrodiffusés (EBSD) et la Microscopie Electronique en Transmission (MET). Elles ont permis de révéler :- Une coexistence du maclage et du glissement de dislocations parfaites à 20°C ;- Une prédominance du glissement de dislocations parfaites associée à du glissement dévié à 200°C ;- Une hausse continue de l’Energie de Défaut d’Empilement (EDE) entre 20 et 200°C, avec des valeurs respectivement de 27 mJ/m² et de 46 mJ/m².Ainsi, nous avons pu établir que l’évolution des mécanismes de déformation entre 20 et 200°C s’explique par une compétition entre le maclage et le glissement dévié pour minimiser l’énergie totale du matériau. Il apparaît que l’activation du maclage à 20°C conduit à un durcissement important de la microstructure par effet Hall-Pech dynamique, ce qui se traduit par une ductilité élevée. Au contraire, l’activation du glissement dévié associée à la disparition du maclage à 200°C résulte en un durcissement limité de la microstructure responsable d’une localisation précoce de la déformation.Pour des vieillissements entre 400 et 600°C et des temps de maintien allant jusqu’à 1000 h, on ne perçoit pas d’indice notable de restauration. En revanche, des examens au MET permettent de déterminer un nouveau seuil d’apparition des carbures de titane (TiC) nanométriques pour un maintien isotherme de 5000 h à 500°C. En traction, on constate sur tous les états vieillis entre 400 et 600°C un gain à la fois en résistance mécanique (Rm) et en ductilité (Ag et At) par rapport à l’état initial écroui. Il est à noter que le gain très significatif en ductilité constatée sur toute la plage de température testée (entre 20 et 400°C) est couplé à une augmentation du coefficient d’écrouissage. Une hypothèse proposée pour expliquer cette évolution de comportement repose sur le rôle des TiC nanométriques (ou leurs précurseurs) susceptibles d’épingler les dislocations. Notamment, ils empêcheraient les dislocations initialement présentes dans l’acier de s’annihiler ou se recombiner avec les dislocations introduites par l’essai de tractionThe fourth generation of nuclear reactors must meet new requirements for safety, energy efficiency, and integration into the nuclear fuel cycle. The CEA is a primary actor in this field and is developing new concepts for sodium-cooled fast reactors. The fuel cladding material being considered for these reactors is 15-15Ti AIM1 steel (Austenitic Improved Material #1), which is an advanced austenitic stainless steel containing 15-wt% chromium and 15-wt% nickel, Ti-stabilized and slightly cold-worked. This steel exhibits a singular loss of ductility between 20 and 200°C: the uniform and total elongations (UE and TE) are reduced by a factor of 3 in this temperature range. In addition, the effect of thermal aging on the microstructure and mechanical behavior is poorly known in the lowest operating conditions that are between 400 and 600°C. In this context, the objectives of this Ph.D. thesis are: - Increase our knowledge of the deformation mechanisms involved in the singular behavior at 200°C ; - Study the influence of a thermal aging between 400 and 600°C on the microstructural evolutions and on the mechanical behavior, with particular attention on the singularity at 200°C. Examining the relation between the singular behavior at 200°C and the related deformation mechanisms required a multi-scale approach combining techniques such as tensile tests, Electron Backscatter Diffraction (EBSD), and Transmission electron Microscopy (TEM). The analyses revealed: - A coexistence of twinning and perfect slip at 20°C;- An extinction of twinning replaced by a predominance of perfect slip associated with cross-slip at 200°C;- A continuous increase of the Stacking Fault Energy (SFE) from 20 to 200°C. In particular, the measured values are respectively 27 mJ/m² and 46 mJ/m². The evolution of the deformation mechanisms of 15-15Ti AIM can be explained by a competition between twinning and cross-slip for releasing the strain energy of the material. At 20°C, both dislocation glide and twinning are active, and the twinning produces a “Dynamic Hall-Petch Effect”, which produces continual strain hardening of the microstructure even at high strains, which leads to high ductility. On the other hand, the stacking fault energy is high at 200°C, so twinning no longer occurs, but cross-slip becomes active. Thus, little strain hardening occurs at 200°C, which leads to the rapid onset of strain localization and reduced ductility.Samples that were aged between 400 and 600°C for 1000 hours exhibit no evidence of material recovery. However, TEM observations established a new threshold for the precipitation of nanometric titanium carbides after an isothermal treatment at 500°C for 5000 hours. Concerning the tensile properties, the aged states present a gain both in strength (especially in Ultimate Tensile Strength) and in ductility (UE, TE) compared to the initial cold-worked state. This gain in ductility is observed for all of the temperatures tested (between 20 and 400°C) and is accompanied by an increase of the strain hardening rate of the material. One plausible hypothesis to explain this improvement of the mechanical behavior relies on the nanometric titanium carbides formed during the aging process. These precipitates could prevent by pinning the initially present dislocations to recombine or annihilate with the dislocations introduced by the tensile test
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Mauchin, Agnès. "Comportement mécanique à haute température de composites carbone/carbone". Bordeaux 1, 1997. http://www.theses.fr/1997BOR10676.
Resumen
Le comportement mecanique en traction de composites carbone/carbone evolue avec la temperature. Cette evolution a ete determinee pour des composites c/c a architecture 2,5 d grace a des essais de traction jusqu'a 2500c sous atmosphere inerte. Pour expliquer les tendances observees, le comportement mecanique en traction des fils de renfort (fils carbone) a ete evalue a diverses temperatures jusqu'a 2000c, puis le comportement des composites c/c a ete analyse a temperature ambiante, et enfin l'effet de la temperature sur les differentes caracteristiques mecaniques et morphologiques sur l'endommagement et sur l'emission acoustique a ete examine. Finalement, la contribution de facteurs preponderants tels que les proprietes des fibres, l'endommagement de la matrice, les contraintes residuelles a ete etablie.
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Wang, Zhao. "Propriétés Electro-mécaniques des Nanotubes de Carbone". Phd thesis, Université de Franche-Comté, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00352725.
Resumen
Le but de cette thèse était de modéliser la réponse mécanique de nanotubes de carbone à des champs électriques. Nous avons commencé par utiliser le potentiel AIREBO dans des simulations de dynamique moléculaire afin d'étudier l'élasticité non-linéaire et la limite de déformation en torsion de divers nanotubes, en fonction de leur longueur, rayon et chiralité. Nous trouvons notamment que le module d'Young effectif des tubes décroît d'autant plus vite que la chiralité est faible. D'autre part, nous montrons que la limite de l'énergie stockable par atome lors de la torsion d'un tube est d'autant plus grande que le diamètre est petit.Nous modélisons ensuite, de façon atomistique, la distribution surfacique de charge électrique sur des nanotubes de carbone possédant une charge nette. Nous retrouvons notamment l'effet de pointe classique avec un très bon accord quantitatif avec des résultats expérimentaux obtenus par microscopie à force électrostatique.
Par combinaison des méthodes utilisées dans les études précédentes, nous simulons la déflection de nanotubes semi-conducteurs et métalliques par un champ électrique extérieur, dans une configuration de type interrupteur moléculaire. L'effet des caractéristiques géométriques des tubes et du champ sur cette déflection ont été systématiquement étudiés.
En outre, nous avons vu que des simulations de dynamique moléculaire avec le potentiel AIREBO permettent de retrouver quantitativement les énergies expérimentales d'adsorption du benzène, du naphtalène et d'anthracène sur le graphite. Ce type de simulation nous permet d'avancer sur la voie de la compréhension de la sélectivité de l'adsorption de certaines molécules surfactantes à plusieurs cycles benzéniques sur des nanotubes de chiralité donnée.
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Wang, Zhao. "Propriétés électro-mécaniques des nanotubes de carbone". Besançon, 2008. http://www.theses.fr/2008BESA2066.
Resumen
Le but de cette thèse était de modéliser la réponse mécanique de nanotubes de carbone à des champs électriques. Nous avons commencé par utiliser le potentiel AIREBO dans des simulations de dynamique moléculaire afin d'étudier l'élasticité non-linéaire et la limite de déformation en torsion de divers nanotubes, en fonction de leur longueur, rayon et chiralité. Nous trouvons notamment que le module d'Young effectif des tubes décroît d'autant plus vite que la chiralité est faible. D'autre part, nous montrons que la limite de l'énergie stockable par atome lors de la torsion d'un tube est d'autant plus grande que le diamètre est petit. Nous modélisons ensuite, de façon atomistique, la distribution surfacique de charge électrique sur des nanotubes de carbone possédant une charge nette. Nous retrouvons notamment l'effet de pointe classique avec un très bon accord quantitatif avec des résultats expérimentaux obtenus par microscopie à force électrostatique. Par combinaison des méthodes utilisées dans les études précédentes, nous simulons la déflection de nanotubes semi-conducteurs et mé1ialliques par un champ électrique extérieur, dans une configuration de type interrupteur moléculaire. L'effet des caractéristiques géométriques des tubes et du champ sur cette déflection ont été systématiquement étudiés. En outre, nous avons vu que des simulations de dynamique moléculaire avec le potentiel AIREBO permettent de retrouver quantitativement les énergies expérimentales d'adsorption du benzène, du naphtalène et de l'anthracène sur le graphite. Ce type de simulation nous permet d'avancer sur la voie de la compréhension de la sélectivité de l'adsorption de certaines molécules surfactantes à plusieurs cycles benzéniques sur des nanotubes de chiralité donnéeThis thesis aimed at modeling the mechanical behavior of carbon nanotubes (CNTs) in electric fields. We first used molecular dynamics (MD) simulations with the AIREBO potential to study the non- linear elasticity and the torsion strength of CNTs as a function of their length, radius and helicity. We find for example, that the effective Young's modulus of a CNT decreases with a steeper slope for smaller helicities. Also, the ultimate value of the deformation energy that can be stored in CNTs is found to increase with smaller radii. Then, we modeled the distribution of electric charges on carbon nanotubes carrying a net charge. An atomic charge-dipole model regularized by convolution with a Gaussian is used. Extrapolation of our theoretical results agree quantitatively with experimental results from electrostatic force microscopy experiments. We also combined the methods used in both previous parts to simulate the deformation of nanotubes in electric fields. We demonstrate the influence of the external field, the geometry of the tube and the property of electronic transport of the tube on the electrostatic deformation. Finally, we checked that MD simulations with the AIREBO potential agree quantitatively with experiment results for the absorption of benzene, naphthalene or anthracene on graphite. We then studied the physisorption of surfactants with several benzene rings on CNTs in order to assess their efficiency for the select ion of CNTs according to their diameter or chirality
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Suarez, Fernandez Maribel. "Estudio del comportamiento ante la corrosión y desgaste de recubrimientos obtenidos por proyección térmica". Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10120/document.
Resumen
Ce travail concerne l’étude de la corrosion et du frottement du revêtement CrNi-9,5%C déposé par projection thermique sur l’acier SAE 1010. Les études ont été réalisées sur les revêtements bruts de déposition et après traitements thermiques à l’argon dans une gamme de températures variant entre 600 et 900 °C. Il a été trouvé que le revêtement était principalement constitué de Cr3C2 et NiCr en rapport avec la température de traitement. Il a été montré que la réponse du matériau revêtu au cours d’essais potentio-dynamiques dans une solution à 3.5% NaCl dépend fortement de l’épaisseur du revêtement et de l’évolution de la microstructure au cours des traitements thermiques. Il a été ainsi montré que le traitement réalisé à 900oC sur le revêtement de 450 mm d’épaisseur permettait de réduire de 97% la densité de courant de corrosion. Cela résulte d’un phénomène de diffusion à l’état solide qui conduit à une meilleure cohésion inter-lamellaire empêchant la solution de corrosion de pénétrer. Le principal mécanisme de corrosion est galvanique et résulte de la différence remarquable entre les propriétés électrochimiques de la matrice et de celles des carbures existants dans le revêtement. Durant les essais de frottement sous une charge de 5 N du matériau revêtu contre une bille d’alumine, on observe un changement progressif du mécanisme de frottement passant d’adhésif/abrasif à abrasif, principalement, lorsque la température du traitement augmente. Toutefois, les constantes de frottement sont du même ordre de grandeur, environ 10-6 mm3/N.m, ce qui indique un comportement satisfaisant du point de vue tribologiqueThe present work has been devoted to the study of the corrosion and wear behaviors of CrNi-9.5%C coatings deposited onto a SAE 1010 steel substrate by a vacuum plasma thermal spray process. The studies were carried out with the coatings both in the as-deposited condition and after heat treatment in argon, at temperatures varying between 600° to 900oC. It has been found that the coatings contained mainly Cr3C2 and NiCr, irrespective to the heat treatment temperature. It has been shown that the response of the coated systems during the potentio-dynamic tests in a 3.5% NaCl solution depends strongly, besides the coating thickness, on the microstructural coating evolution that occurs during heat treatment. It has been found that the heat treatment performed at 900oC, for the 450 mm coating thickness, allowed the reduction of approximately 97% of the corrosion current density, as a result of a solid-state diffusion phenomenon, which produced a higher lamellar cohesion, impeding the penetration of the corrosive solution. The main corrosion mechanism has been attributed to the galvanic corrosion phenomenon, as a consequence of the remarkable difference between the electrochemical properties of the matrix and those of the existing carbides in the coating. During the sliding tests, the coated systems rubbed against alumina under a 5 N normal load, indicated a progressive change in the mechanism, from a mixed adhesive and abrasive, to a predominant abrasive as the heat treatment temperature increases. However, the wear constants were found to be of the order of approximately of 10-6 mm3/N.m, indicating that a satisfactory behavior from the tribological point of view
En el presente trabajo se estudio el comportamiento ante la corrosión y el desgaste de recubrimientos de CrNi9,5%C depositados sobre un acero SAE 1010 usando la técnica de proyección térmica de plasma al vacío (VPS). Los estudios se realizaron para los recubrimientos tanto en condición de cómo depositados como tratados térmicamente, en atmósfera de argón, a temperaturas de recocido de 600°, 800° y 900°C. Se encontró que el recubrimiento tiene Cr3C2 y NiCr como fases mayoritarias, independiente de la temperatura del tratamiento. La respuesta de los sistemas recubiertos durante los ensayos potencio-dinamicos en solución acuosa de 3.5% NaCl indicó una significativa dependencia tanto del espesor, como de los cambios microestructurales producidos en función de la temperatura de tratamiento térmico. Se determinó que el tratamiento térmico realizado a 900oC, para un recubrimiento de 450mm de espesor, ha permitido una reducción de aproximadamente un 97% del valor de la densidad de corriente, como resultado del aumento en la cohesión interlamelar obtenida debido al fenómeno de difusión en estado sólido, lo cual impide la penetración de la solución agresiva. En este caso, el mecanismo principal de daño se debe al proceso de corrosión galvánica, como consecuencia a la diferencia apreciable existente entre la naturaleza electroquímica de la matriz de Ni con respecto a los carburos. La respuesta del sistema recubierto contra alumina durante los ensayos de desgaste deslizante bajo 5N de carga normal indica que tiene lugar un cambio progresivo del mecanismo combinado de desgaste adhesivo y abrasivo hacia un mecanismo mayormente abrasivo, a medida que la temperatura del tratamiento termico aumenta. Sin embargo, las constantes de desgaste determinadas para todos los ensayos llevados a cabo se encontraron del orden de 10-6 mm3/N.m, indicando un comportamiento satisfactorio desde el punto de vista tribologico
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Souyris, Vincent. "Structures et propriétés mécaniques des soudures multipasses en acier austénitique inoxydable". Montpellier 2, 1990. http://www.theses.fr/1990MON20143.
Resumen
Cette etude porte sur une soudure multipasse d'acier austenitique inoxydable au chrome-nickel-molybdene effectuee a l'arc electrique sous flux en poudre. Le travail experimental met en evidence une heterogeneite importante de microstructure et de composition chimique dans la zone fondue. L'heterogeneite existe egalement dans cette zone en ce qui concerne les proprietes mecaniques qui sont determinees par des essais de traction uniaxiale a temperature ordinaire sur des eprouvettes plates de petites dimensions orientees et sollicitees a travers et parallelement a la soudure. Les relations entre la microstructure et les proprietes mecaniques sont etudiees. Pour caracteriser l'influence de la variation des proprietes mecaniques sont etudiees. Pour caracteriser l'influence de la variation des proprietes mecaniques sur le comportement elasto-plastique de la soudure, un modele mathematique base sur la methode des elements finis est mis au point afin de calculer la distribution des contraintes et deformations dans une eprouvette composite (comportant la soudure au milieu) orientee et sollicitee transversalement par rapport a la soudure
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Cliche, Nicolas. "Recristallisation et propriétés mécaniques d'un acier inoxydable austénitique stabilisé au niobium". Paris, ENMP, 2019. http://www.theses.fr/2019PSLEM070.
Resumen
L’acier 316Nb est un acier inoxydable austénitique stabilisé au niobium présentant une excellente limite d’élasticité et une excellente résistance à la corrosion, y compris en température. Il est utilisé dans des composants réalisés par forgeage libre. Suite à deux procédés de refusion différents, deux nuances ont été étudiées : une nuance de référence ESR (electro-slag remelting) et une nuance VAR (vacuum arc remelting) avec notamment moins d’azote. Afin de durcir davantage cet acier, une limitation de la recristallisation lors du forgeage et des traitements thermiques ultérieurs est souhaitée. Nous avons donc étudié les recristallisations dynamique, post-dynamique et statique de cet acier. Nous avons montré que la recristallisation dynamique était très limitée pour cet acier dans les conditions usuelles de forgeage. Si l’on applique de très fortes déformations, la recristallisation dynamique s’effectue principalement de façon continue par fragmentation de grains. Les phénomènes prépondérants de recristallisation post-dynamique et statique dépendent fortement de l’état initial de la microstructure (dénommé préconditionnement) via notamment les teneurs en niobium, carbone et azote en solution solide dans l’austénite. Ces teneurs varient fortement avec l’histoire thermique liée au forgeage. Un modèle de diffusion, adapté aux différentes nuances, a été développé à partir de calculs thermocinétiques. Pour un préconditionnement donné, nous avons montré, via des essais de torsion et des expertises par diffraction des électrons rétrodiffusés, que les cinétiques des recristallisations post-dynamique et statique des deux nuances étaient très proches. Nous avons également montré que le mode de sollicitation n’influait pas de façon significative sur les recristallisations post-dynamique et statique en comparant des essais de torsion, de compression uniaxiale et de compression plane encastrée. Une modélisation des évolutions microstructurales indépendante du mode de sollicitation a alors pu être bâtie. Nous avons adapté et enrichi un modèle à champs moyens de recristallisation et de croissance de grains, fondé sur des distributions de densités de dislocations et de tailles de grains. Nous présentons ses avantages et ses limites ainsi que son application à une structure hétérogène (bloc forgé). Enfin, l’influence de la microstructure sur les caractéristiques mécaniques des deux nuances a été étudiée en détail par des expériences de torsion et traction séquencées ainsi que par des essais de traction réalisés dans des blocs forgés. Des corrélations quantitatives entre la microstructure et les caractéristiques mécaniques ont ainsi été établiesThe 316Nb steel is a niobium-stabilized austenitic stainless steel with an outstanding yield stress and an outstanding corrosion resistance, even at elevated temperatures. It is used in components made by hot open-die forging. Due to two different remelting processes, two different grades have been studied : an ESR (electro-slag remelting) reference grade and a VAR (vacuum arc remelting) grade with notably less nitrogen. In order to harden this steel, we want to hinder recrystallization during forging and subsequent annealing. Therefore, we studied the dynamic, post-dynamic and static recrystallizations of this steel. We found that dynamic recrystallization was very limited for this steel in the usual forging conditions. If very large strains are applied, dynamic recrystallization progresses mainly in a continuous way by grain fragmentation. The main phenomena concerning post-dynamic and static recrystallizations strongly depend on the initial state of the microstructure (called preconditioning) through especially the niobium, the carbon and the nitrogen contents in solid solution in the austenite matrix. These contents vary a lot with the thermal history of the forging process. A diffusion model based on thermokinetic simulations has been adapted to the different grades. For a given preconditioning, torsion tests and EBSD (electron backscatter diffraction) maps showed that the recrystallization kinetics of the two grades were very close. We also found, by comparison between torsion, uniaxial compression and channel-die compression tests, that the deformation mode did not have significant effects on post-dynamic and static recrystallizations. We built a model of microstructural evolutions which did not depend on the deformation mode. We adapted and further developed a mean-field recrystallization and grain growth model based on dislocation densities and grain size distributions. Its advantages and limits along with its application to a heterogeneous structure (a forged block) are presented. Finally, we studied in depth the influence of the microstructure on the mechanical properties of the two grades thanks to sequenced torsion and traction experiments and tensile tests on forged blocks. Thus, quantitative correlations between the microstructure and the mechanical properties have been established
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Dehoux, Anita. "Propriétés mécaniques des couches de produits de corrosion à l'interface acier / béton". Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00828155.
Resumen
La prise en compte du développement des couches de corrosion d'armature dans les calculs de durée de vie d'ouvrage en béton armé nécessite une bonne connaissance des propriétés mécaniques de ces produits. Ce travail est consacré à la caractérisation des propriétés mécaniques de ces couches de produits de corrosion. L'approche adoptée consiste en une identification des propriétés de la microstructure complétée par des calculs d'homogénéisation en élasticité linéaire afin de calculer un comportement mésoscopique des couches de produits de corrosion. L'étude comprend une série de campagnes expérimentales à l'échelle de la microstructure. Des essais de microindentation Vickers analysés par une approche de modèle de mélanges gaussien ont permis l'acquisition de duretés et modules d'élasticité locaux. Une analyse des principaux composants est réalisée par microspectrométrie Raman. L'étude à l'échelle microscopique fournit les informations morphologiques et mécaniques nécessaires aux calculs d'homogénéisation en élasticité linéaire. La première approche a consisté en des calculs d'homogénéisation des milieux aléatoires par des schémas autocohérent et autocohérent généralisé. Dans une deuxième approche, et d'après les hétérogénéités importantes observées pour la microstructure qui ne présente pas de motif régulier, des calculs de modules effectifs ont été réalisés en employant la méthode des éléments finis sur des images 2D prises au microscope optique. Le corpus étant composé d'échantillons de provenances et d'âges divers, leurs microstructures ont été comparées
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Caramaro, Laurence. "Cristallisation du polysulfure de phénylène en présence de fibres de carbone : application à des composites unidirectionnels PPS-carbone". Lyon 1, 1990. http://www.theses.fr/1990LYO10184.
Resumen
Dans le but d'etablir des relations structure/proprietes dans des composites unidirectionnels polysulfure de phenylene/fibres de carbone, les aspects thermodynamique et cinetique de la cristallisation du pps seul et en presence de fibres ont ete etudies. Pour cette etude, les techniques suivantes ont ete mises en uvre: analyse enthalpimetrique differentielle, microscopie optique a lumiere polarisee, microscopie electronique a balayage et a transmission, diffraction des rayons x et des electrons, mesures mecaniques statiques (flexion trois points, delaminage en mode ii), mesures dynamiques (visco-elasticimetrie). Sur des eprouvettes modeles, le role d'agents nucleants des fibres de carbone, les conditions d'obtention d'une phase transcristalline ont pu etre definies. Au vue de l'ensemble des resultats, il parait possible, en controlant notamment les cycles de fusion cristallisation, d'optimiser les performances mecaniques du composite
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Martin, Marie-Hélène. "Caractérisation des interfaces acier-fonte-carbone de l'ensemble anodique d'une cuve d'aluminium". Thesis, Université Laval, 2014. http://www.theses.ulaval.ca/2014/30645/30645.pdf.
Resumen
L’industrie de l’aluminium vit des bouleversements économiques, d’où l’importance de réduire les coûts d’opération. Le présent projet se penche sur les pertes ohmiques du scellement anodique. Les essais ont été complétés entre les conditions ambiantes jusqu’à charge et température maximales permises par le banc d’essais. Les travaux furent complétés sur un banc d’essais novateur - permettant une stabilisation rapide de la température et une faible oxydation de la portion carbonée de l’échantillon - et des échantillons (acier-fonte-carbone) fabriqués pour reproduire la réalité. Ensuite, une régression non linéaire a été utilisée pour modéliser le comportement mesuré en laboratoire. L’analyse statistique démontre que le modèle représente adéquatement le comportement des interfaces à mesure que la charge appliquée et la température s’intensifient. La comparaison avec la littérature démontre une similitude, toutefois les résultats diffèrent de façon significative. Ceci s’explique par l’utilisation de matériaux différents et par le changement de méthode expérimentale.The aluminum industry faces economical headwinds, thus needing to reduce its operating costs. The project studies specifically energy losses at anode sealing location. Experiments were conducted from room conditions up to the maximum capacity of the bench test. Laboratory work was completed using tri-material samples (made in such a way to replicate accurately reality) and an innovative bench test using magnetic induction as a source of heat that enables minimal heat-up time and sample oxidation during experiments. Non-linear regression was then used to retrieve a model from laboratory results. Analysis showed that a power model represents accurately the interfaces behavior from room to operation conditions. Comparison with literature showed that the order of magnitude is the same but results are not similar. This observation can be explained by the use of slightly different materials and also due to the use of a different experimental procedure.
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Deurbergue, Arnaud. "Fibres de carbone ex-polyacrylonitrile : stabilisation, carbonisation, relations avec les propriétés mécaniques". Pau, 1989. http://www.theses.fr/1989PAUU3012.
Resumen
Les fibres étudiées dans ce travail ont subi deux types de carbonisation : des pyrolyses lentes à 4#ocmin##1, afin de les comparer aux autres produits carbonés dont le comportement est largement connu, et des carbonisations rapides sous tension de type pilote, se rapprochant des conditions industrielles. La caractérisation de ces produits fait appel aux données d'analyse élémentaire, de microscopie electronique en transmission, de diffraction-X, et aux propriétés mécaniques en traction. Un classement des précurseurs stabilisés est recherché, directement à l'aide de la diffraction-X et indirectement par la microtexture et les propriétés mécaniques des fibres pyrolysées à 1000#oc et 4#ocmin##1. Le classement microtextural des fibres carbonisées en pilote doit faire intervenir non seulement leur compacité transversale et longitudinale, mais également le degré d'organisation des couches carbonées. Les fibres ainsi étudiées sont comparées à une fibre commerciale de haute tenacité et de module intermédiaire. L'étude des précurseurs à différents stades de carbonisation met en evidence l'importance de la composition élémentaire de la fibre au moment ou s'établit l'orientation moléculaire locale (oml), à partir duquel la microtexture est figée dans ses grandes lignes et seules des réorganisations mineures pourront intervenir. En particulier la quantité d'azote restante à l'oml est primordiale, car c'est le départ le plus tardif possible de cet azote qui pourra assurer des soudures latérales entre nappes carbonées et donc une tenacité élevée. Le taux d'azote s'avérant lié au rapport (h/c)#a#t, l'interprétation proposée est qu'un équilibre doit être trouvé de facon que l'oml se produise à une température telle qu'une importante quantité d'azote reste disponible, et que la souplesse du squelette carbone soit maintenue le plus longtemps possible au cours de la carbonisation. . .
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Dumont, Mikaël. "Composites Carbone/Carbone 3D densifiés par imprégnation/carbonisation de brai mésophasique". Bordeaux 1, 2001. http://www.theses.fr/2001BOR12344.
Resumen
L'utilisation des composites C/C reste encore très limitée; des efforts importants sont menés pour développer de nouveaux procédés de fabrication moins coûteux. L'objectif de cette recherche était d'évaluer la potentialité d'une nouvelle génération de brai synthétique 100% anisotrope à taux de coke élevé comme précurseur de matrice de carbone. A partir des caractérisations du brai et de son comportement lors de la pyrolyse, un procédé de densification à basse pression a été développé. Les matériaux composites C/C ainsi réalisés ont été caractérisés au plan structural, microstructural, thermique, mécanique et en dilatation. Le comportement mécanique plus linéaire et moins endommageable comparé à celui des C/C obtenus par voie gazeuse peut être expliqué par la texture de la matrice ex-brai anisotrope et la présence de liaisons fortes fibre/matrice résultant de la réactivité du brai avec les fibres.
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Jacques, Pascal. "On the physics and mechanics of phase transformations in TRIP-assisted multiphase steels". Université catholique de Louvain, 1999. http://edoc.bib.ucl.ac.be:81/ETD-db/collection/available/BelnUcetd-10152008-112555/.
Resumen
The subject of this thesis is twofold: (i) to contribute to the understanding of the phase transformations and mechanical properties of TRIP-assisted multiphase steels; (ii) to show to what extent a new TRIP-assisted multiphase steel with a reduced silicon content could meet the performance requirements for high-strength formable steels. It enlightens the correlations between Processing, Microstructure and Properties. Furthermore, the different investigations carried out in this thesis will aim at comparing what can be called a conventional high silicon TRIP-assisted multiphase steel with a newly proposed low silicon TRIP-assisted multiphase steel.
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Galtier, André. "Contribution à l'étude de l'endommagement des aciers sous sollicitations uni ou multi-axiales". Paris, ENSAM, 1993. http://www.theses.fr/1993ENAM0008.
Resumen
Cette étude concerne le calcul des structures soumises a des états contraints multiaxiaux variables au cours du temps pour les grands nombres de cycles. L'analyse et l'exploitation informatique des essais présentes dans la bibliographie nous ont permis de proposer la formulation d'un critère multiaxial. A partir d'environ 2000 éprouvettes, la plupart en 30ncd16, certaines en xc18 recuit ou traite, nous avons effectue des essais en traction torsion, flexion et flexion torsion combinées. Ces essais nous ont permis de mettre en évidence des marqueurs ou compteurs de l'endommagement; nous avons pu confirmer l'évolution de la limite d'endurance et, plus généralement, de la courbe de wohler. Le suivi systématique en cours d'essais, de paramètres tels que la fréquence ou l'échauffement de l'éprouvette, la mesure de la dureté avant et après histoire, semble ouvrir des perspectives intéressantes. L'analyse des résultats nous permet de proposer une méthodologie qui devrait, a terme, conduire a une procédure de calcul utilisable en bureau d'études dans le domaine des contraintes multiaxiales évoluant par blocs de chargement
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Da, Silva Craidy Pedro. "Interactions Hydrogène-Microstructure-Propriétés Mécaniques dans les Composants en Acier Inoxydable Super Suplex". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAI041.
Resumen
La demande croissante en énergie nécessite l'exploration de pétrole et de gaz dans des conditions plus difficiles. Ces systèmes de production exigent l'utilisation d'équipements forgés faits de nuances d'acier de plus haute résistance, comme les aciers inoxydables austéno-ferritiques (duplex). Ces composants tendent à présenter une perte de ductilité et de performance mécanique générale provoquée par l'hydrogène produit par p. ex. des systèmes de protection cathodique et des processus de corrosion. Les composants en aciers inoxydables duplex présentent une longue histoire d’endommagement par l'hydrogène à basse température provenant de diverses sources. Bien qui ce type de endommagement soit assez récurrent, diverses informations connexes restent à élucider, en raison de l'interaction complexe de l'hydrogène avec la microstructure et le caractère localisé de la production et du transport de l'hydrogène dans le matériau.Le présent travail vise à améliorer la compréhension physique de l'interaction entre l'hydrogène et la microstructure ainsi que les effets de différentes procédures de chargement d'hydrogène sur les propriétés mécaniques des composants forgés en acier inoxydable super duplex UNS S32750.Le développement d'une telle compréhension implique l'évaluation des effets de l'hydrogène sur les propriétés mécaniques du matériau au moyen d'essais de traction dans différents environnements riches en hydrogène. Basé sur des résultats d'essais de traction à vitesse de déformation faible, une relation quantitative entre la fragilisation provoquée par l'hydrogène gazeux et cathodique est proposée, et les effets possibles de la fragilisation par l’hydrogène provoquée par dislocations sont discutés.Des descriptions quantitatives et qualitatives du transport de l'hydrogène, incluant l'analyse des effets des différentes microstructures et voies de diffusion, et de sa position dans le réseau et dans la microstructure (ségrégation de l'hydrogène aux pièges) sont proposées. Ces descriptions sont obtenues en considérant les résultats de différentes techniques expérimentales: essais de perméation, spectroscopie de désorption thermique, spectroscopie de masse d'ions secondaires à temps de vol et diffusion de neutronsThe increasing demand for energy requires the exploration of oil and gas at deeper water locations and on more severe conditions. These production systems have demanded the use of forged equipments made of higher strength steel grades, such as austenitic-ferritic (duplex) stainless steels. These components are more prone to exhibit loss of ductility and general mechanical performance caused by hydrogen generated e.g. by cathodic protection. Duplex stainless stainless steels components present a vast history of hydrogen damage at low temperatures, due to hydrogen derived from various sources. Even being this kind of damage fairly recurring, various related information remains to be elucidated, due to the complex interaction of hydrogen with the microstructure and localized character of hydrogen generation and transportation in the material. The present work aims to improve the physical understanding of the interaction between hydrogen and the microstructure as well as the effects of different hydrogen charging procedures on the mechanical properties of forged components made of the super duplex stainless steel grade UNS S32750.The development of such understanding involves the evaluation of the effects of hydrogen on the mechanical properties of the material through tensile tests in different hydrogen-rich environments. Based on results of slow-strain rate tensile tests, a quantitative relationship between embrittlement caused by gas hydrogen and cathodic charging is proposed, and possible effects of dislocation-assisted hydrogen transportation and embrittlement are discussed. Quantitative and qualitative descriptions of the hydrogen transportation, including analysis of the effects of different microstructures and diffusion paths, and of its position in the lattice and in the microstructure (hydrogen segregation to traps) are proposed. These descriptions are achieved considering results of different testing techniques: permeation tests, thermal desorption spectroscopy, time-of-flight secondary ion mass spectroscopy and neutron scattering
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JEUNEHOMME, Sylvie. "Relations propriétés mécaniques - microstructure des aciers de structure perlitique". Paris, ENMP, 1991. http://www.theses.fr/1991ENMP0320.
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Depradeux, Lionel. "Simulation numérique du soudage - Acier 316L : validation sur cas tests de complexité croissante". Lyon, INSA, 2004. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2004ISAL0014/these.pdf.
Resumen
Ce travail vise à la prédiction par simulation numérique des distorsions et contraintes résiduelles générées par une opération de soudage. Le cas particulier du soudage TIG sur acier 316L est considéré. Afin d'étudier de façon progressive les difficultés de modélisation qui doivent être pris en compte dans le cadre de la simulation numérique du soudage, une étude à la fois expérimentale et numérique est effectuée sur différents types d'essais de complexité croissante, allant d'un cas test uniaxial jusqu'à un cas test entièrement tridimensionnel. En premier lieu, des tests unidimensionnels sont effectués sur des spécimens pour lesquels les champs de température et de contraintes sont macroscopiquement homogènes dans la zone d'étude. Ce type de tests, très utile en vue de valider différentes lois de comportement, permet en outre l'étude du comportement thermomécanique de l'acier lorsque celui-ci est soumis à des cycles thermiques similaires à ceux qui interviennent dans la Zone Affectée Thermiquement lors d'une opération de soudage. Après quoi, des tests qui mettent en jeu des gradients de températures et de contraintes sont effectués sur des structures bi-dimensionnelles axi-symétriques, afin d'étudier les effets de structure et les problèmes liés à la présence d'une zone fondue. Enfin, un test plus représentatif d'une véritable opération de soudage, faisant intervenir une source de chaleur mobile, intègre les effets tridimensionnels. Des simulations numériques, conformes aux essais réalisés, sont réalisés en parallèle avec le logiciel d'éléments finis code_Aster (EDF). L'analyse comparative entre résultats expérimentaux et numériques pour chaque type de test permet de juger de l'aptitude du code de calcul utilisé à prédire distorsions et contraintes résiduelles, et des analyses paramétriques permettent d'étudier la sensibilité des résultats aux données matériau, à la loi de comportement utilisée, ou encore à la modélisation de l'apport de chaleurThe aim of this study is the prediction with numerical simulation of residual stresses and distortions generated by the welding process. The special case of the TIG welding process on 316L steel is considered. In order to investigate phenomena and difficulties that must be taken into account for the numerical simulation of the welding process, a parallel experimental and numerical study is carried out on different kind of tests, of increasing complexity, from one dimensional to three-dimensional. As first step, one-dimensional tests are led on round bar specimen for which temperatures and stresses are macroscopically homogeneous in the studied zone. These tests investigate the thermo-mechanical behavior of the steel, when submitted to thermal cycles similar to those that occur in the Heat Affected Zone during welding. This kind of test is also very useful for the validation of different constitutive equations. As second step, axi-symmetrical tests are led on simplified structures in order to investigate the structure effect and problems due to the presence of a weld pool. Lastly, a test more representative of a real welding operation, which involves a moving heat source, integrates the three-dimensional effect. In parallel, numerical simulations are performed for each test, using the finite element code code_Aster (EDF). Comparative analysis between experimental and numerical results allows the assessment of the ability of the numerical code to predict residual stresses and distortions, and parametric analysis allow us to investigate the sensitivity of numerical results to material characteristic data, constitutive equation, or modeling of the heat input
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Shigesato, Genichi. "Développement de structures de dislocations dans les aciers : relation avec les propriétés mécaniques". Grenoble INPG, 2007. http://www.theses.fr/2007INPG0102.
Resumen
L'étude concerne le comportement mécanique ainsi que l'évolution de la microstructure de dislocations d'un acier ferritique contenant 1,5% de cuivre a différents taux de précipitation et déformé par cisaillement. Le vieillissement induit un durcissement par précipitation et les comportements mécaniques des différentes nuances sont analysés pour des tailles de précipités variant de 1 à 10 nm. Des observations menées en microscopie électronique en transmission montrent qu'il n'existe pas de relation bijective entre la microstructure de dislocations et le taux de déformation plastique. Ceci démontre que la formation de la microstructure de dislocations est subordonnée aux interactions entre dislocations et qu'elle peut être retardée par le niveau de la contrainte appliquée. Les évolutions des désorientations locales (mesurées par une procédure automatisée d'indexation de clichés de diffraction) en fonction du taux de déformation ne sont pas corrélées avec la microstructure de dislocations. Finalement, une modélisation numérique par dynamique des dislocations est développée pour calculer l'effet de la distance entre précipités sur le taux d'annihilation entre dislocationsThe mechanical behaviour and the evolution of the dislocation substructure of 1. 5% Cu added ferritic steels with various aging time are investigated after shear deformation. The aged materials are hardened by sm ail copper precipitates «1 Onm). The hardening behaviours for precipitate sizes ranging from 1 to 10 nm are analysed. Transmission electron microscopy observation show that the dislocation microstructure is not uniquely related to the strain rate or the level of the cumulated strain. This indicates that the patterning is promoted by the dislocation mutual interactions and delayed with the applied stress level. The evolution of the local misorientations measured by automatic orientation indexing procedure shows also that they are not correlated with the dislocation substructure aspect. Finally, a numerical modelling based on 3D discrete dislocation dynamics is developped in order to compute the effect of the precipitate distance on the dislocation annihilation rate
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Amara, Dehman. "Assemblage structural collé alumine-acier 304L : propriétés superficielles des substrats et adhérence". Toulouse, INPT, 1993. http://www.theses.fr/1993INPT005G.
Resumen
On évalue l'adhérence d'un assemblage céramique (alumine)/métal (acier inoxydable 304L) collé à l'aide d'un adhésif structural époxyde (Araldite AV119). La résistance de l'assemblage collé est mesurée par des tests de rupture : tests de cisaillement et d'arrachement. Pour améliorer l'adhésion de la colle sur les substrats metallique et en céramique, Différents traitements de surface (mécanique, chimique et thermique) sont mis en oeuvre. La caractérisation topographique et physico-chimique des surfaces collées est effectuée par différents moyens: rugosimetrie tridimensionnelle, test de la goutte sessile pour la mesure de l'énergie libre de surface, ESCA pour l'analyse chimique des éléments de surface et la microscopie électronique à balayage. Selon le traitement de surface utilisé. On examine l'influence des différents paramètres de surface tels que les coefficiants de rugosité et la morphologie de surface, L'énergie superficilelle et la nature chimique de la surface sur l'adhérence de l'assemblage. Ainsi, on développe des relations entre les paramètres de rugosité et la contrainte à la rupture de l'assemblage lorsque les surfaces présentent une même morphologie. Celle-ci^participe fortement dans les phénomènes de mouillage de la surface par l'adhésif et dans la rupture (dans le cas du cisaillement) des liaisons interfaciales adhésif/substrats. La caractérisation mécanique des deux interfaces révèle que la liaison adhésif-métal est la plus faible, La rupture de l'assemblage colle céramique/métal se produit alors à travers celle-ci.
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Soler, Michel. "Etude du vieillissement d'un acier a Bake-Hardening : évolution des propriétés mécaniques de traction - correlation avec la microstructure". Lyon, INSA, 1998. http://www.theses.fr/1998ISAL0074.
Resumen
Les aciers à Bake-Hardening (BH) apportent aux constructeurs automobile le compromis qu' ils recherchent en terme d’emboutissabilité et de résistance à 1’indentation. En effet ces aciers possèdent une limite élastique relativement basse et ont la particularité de voir celle-ci augmenter d'environ 20%, après emboutissage, lors du traitement de cuisson de la peinture à l70°C. Conduisant à un gain de résistance à 1' indentation. L'objectif de ce travail est d'étudier les mécanismes micro structuraux qui se produisent lors du vieillissement d’un acier à BH préalablement déformé et leurs conséquences sur l'évolution des propriétés mécaniques de traction. Pour l'atteindre nous avons étudié le mode de déformation par bande de Lüders que l’on observe au moment de la plastification ainsi que la microstructure fine de l' acier à l'état initial et son évolution au cours du vieillissement. De nombreuses techniques de caractérisation macroscopique et microscopique du matériau ont été utilisées : traction monotone, observation des bandes de • Lüders par photoélasticimétrie, Contraste Interférentiel Différentiel et Focalisation Dynamique d'un faisceau laser, Frottement intérieur, l\11icroscopie Electronique en Transmission. L’étude de la déformation par bandes de Lüders montre que la contrainte réelle de plastification (σD relative au point noté D) du matériau vieilli est inaccessible expérimentalement et que seul le point de début de plastification homogène de 1 éprouvette (noté H) a une signification physique. A partir de H nous définissons une indicateur du durcissement par rapport à l'état pré déformé et non vieilli : le BH*. Nous suivons les variations de H et du BH* au cours des différents traitements thermomécaniques réalisés. On met ainsi en évidence deux stades d'évolution de ces paramètres. Nous étudions aussi les évolutions de la microstructure au cours du vieillissement qui conduit à considérer un mécanisme de regroupement des atomes de carbone sur les dislocations en deux étapes. Enfin nous donnons une interprétation de l’influence des évolutions microstructurales sur les variations du point H et du BH* dans tous les cas de figures étudiésBake-Hardening steels allow automobile constructors to benefit of a comprise of good formability and of high indentation resistance. . Indeed these steels have low yield stress and have the capability to increase it by about 20 % after stamping, by paint-baking treatment. The aim if this. Work is to study the microstructural mechanisms witch take place during strain-aging and their consequences on mechanical properties. To reach these objectives, we have studied the Lüders band deformation mode characterized the microstructure before and after aging. Lots of macroscopical and microscopical techniques have been used to characterize the material. The Lüders band deformation mode shows that their~ plastification stress (σD relative to point D) , after aging, is non accessible experimentally and that the only physical point Witch is accessible and related to D by a local behavior low is the point H, representative of the homogeneous plastification beginning. From H we define a relative hardening parameter noted BH*witch origin is the pre deformed state and unaged. We follow H and BH* evolution for all the thermo mechanical treatments done More over, we study the microstructural evolution during aging. Finally we give an interpretation of the age microstructure effects on the local behavior low which allow us to exp lain the H and BH* evolutions observed during the same time
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Gardiola, Bruno. "Etude de propriétés mécaniques d'aciers HSLA obtenus par CSP, en relation avec les textures, microstructures et changements de phase". Metz, 2002. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2002/Gardiola.Bruno.SMZ0217.pdf.
Resumen
Le procédé CSP (Compact Strip Production) permet l'élaboration d'aciers HLSA (High Strength Low Alloy) par coulée continue. Dans ce procédé, les propriétés des aciers en phase ferritique dépendent de l'état métallurgique de l'austénité à haute température par l'intermédiaire de la transformation de phase. Les relations entre texture, microstructure et propriétés mécaniques ont été étudiées. Outre la densité de joints de grains, la présence d'éléments microstructuraux fins (précipités, dislocations) a une grande influence sur la limite d'élasticité. L'anisotropie de la limite d'élasticité a été simulée à l'aide d'un modèle de déformation plastique (modèle de Taloyr). Ceci nous a permis d'interpréter qualitativement la faible anisotropie de la limite d'élasticité.
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Bouanis, Fatima Zahra. "Amélioration des propriétés anticorrosion d’un acier au carbone par nitruration par plasma froid radiofréquence". Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10183.
Resumen
Ce travail porte sur l’étude de la résistance à la corrosion en milieu acide (HCl 1M) et des propriétés mécaniques de l’acier au carbone (XC38) par nitruration par plasma froid radiofréquence (13,56MHz). La grande originalité de ce travail consiste en la mise en œuvre d’un procédé de nitruration par plasma froid radiofréquence d’azote ou azote/hydrogène sans chauffer le substrat. Cette étude a permis de montrer que le rôle de l’hydrogène dans le plasma, consiste non seulement à réduire la couche d’oxyde présente à la surface du matériau, mais surtout à accélérer la cinétique d’enrichissement d’azote en surface. La caractérisation de la surface par microsonde castaing (EPMA) et spectroscopie des photoélectrons X (XPS) montrent que le traitement plasma conduit à la formation d’une couche nitrurée de l’ordre de quelque dizaine de microns pour un temps de traitement de 8 h. Les propriétés mécaniques, notamment la microdureté Vickers de la surface de l’acier traité augmente en fonction du temps de nitruration, elle passe de 247 Hv0.005 pour le substrat non traité à plus de1057 Hv0.005 pour l’échantillon nitruré pendant 8h. L’amélioration des propriétés anticorrosion a été mise en évidence par un couplage de mesures pondérales et de techniques électrochimiques telles que les courbes de polarisation et la spectroscopie d’impédance électrochimique en milieu HCl 1M. Pour des conditions optimales de traitement, l’efficacité inhibitrice des couches nitrurées dépasse 95% pour un temps de traitement de 8h et persiste pour des temps d’immersion supérieurs à 72 en milieu agressif (HCl 1M)The aim of this work concerns the study of the improvement of the corrosion resistance in acidic medium (1M HCl) and mechanical properties of carbon steel (XC38) using a radiofrequency cold plasma nitriding process. The originality of this work consists in nitriding substrates using nitrogen cold plasma, where the process temperature is roughly ambient temperature and without heating the substrate. The nitriding was carried using nitrogen and nitrogen/ hydrogen plasma gas mixtures. The hydrogen role in the plasma consists not only in reducing the iron oxide layer on the substrate, but also accelerates the nitrogen diffusion in the substrate. Surface characterizations performed by means of the Electron Probe Microanalysis (EPMA) and X-ray Photoelectron spectroscopy (XPS) indicate that the treatment plasma induces the formation of a layer where the nitrided thickness is higher than ten microns for long treatment times (8h). The mechanical properties were studied by Vickers microhardness. The surface microhardness of the nitrided steel increases as the plasma processing time increases to reach a maximum of 1057Hv0.005 for the nitrided sample that was treated during 8h, when compared to sample untreated (247Hv0.005). The improvement of the corrosion resistance properties were investigated by gravimetric and electrochemical techniques such as potentiodynamic polarisation curves and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in 1M HCl medium. For the optimal conditions of treatment, the inhibition efficiency obtained is more than 95 % for 8h of treatment and remains constant for immersion times higher than 72h in aggressive medium (HCl 1M)
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Komla, Adéchion. "Etude de la texture de couches à propriétés optiques et catalytiques spécifiques obtenues à partir d'aciers inoxydables". Toulouse 3, 1991. http://www.theses.fr/1991TOU30277.
Resumen
Ce travail concerne la caracterisation de couches de conversion d'aciers inoxydables qui presentent des proprietes specifiques en vue d'applications dans le domaine de la conversion de l'energie solaire et de la catalyse (hydrogenation, combustion). Ces couches sont obtenues par traitement chimique ou electrochimique d'aciers ferritiques et austenitique. Pour interpreter leurs proprietes, il est indispensable de prendre en compte, en plus de la composition chimique, les proprietes de texture. Ces dernieres ont ete etablies a l'aide des methodes de caracterisation de surface et principalement de la rugosimetrie et de methodes electrochimiques. Nous avons procede a l'etude d'un materiau de reference correspondant aux couches optiques selectives solaires obtenues sur acier ferritique. Le materiau est constitue d'une couche rugueuse, microporeuse, d'epaisseur 200 nm environ et presentant un caractere fractal (dimension fractale de l'ordre de 2. 27 a 2. 40 selon la methode). Le domaine d'autosimilarite s'etendrait de quelques nanometres a quelques microns. La morphologie et la dimension des pores ont ete determinees a l'aide des diagrammes d'impedance. Ces resultats conduisent a la representation d'un materiau tres divise, a la base d'une modelisation permettant d'expliquer et de prevoir ses proprietes optiques solaires. Des couches a proprietes optiques identiques obtenues a partir d'aciers de natures differentes, presentent des textures nettement differenciees. La combinaison de texture et de composition chimique appropriees permet effectivement l'obtention de proprietes identiques mais les differences de texture entrainent des aptitudes particulieres pour les divers revetements. L'influence des conditions de preparation a ete etudiee. Il s'agit de la duree d'elaboration, du mode de sechage, du traitement d'oxydation thermique et du traitement d'oxydation chimique. Des proprietes differentes peuvent etre obtenues de facon simple en modifiant le temps de preparation. Il est ainsi possible de preparer des materiaux de nature chimique analogue mais de dimension fractale variable. Les traitements posterieurs d'oxydation thermique et chimique preservent en general le caractere fractal du materiau mais entrainent une modification chimique de la couche. Le caractere catalytique des couches et en tout cas les possibilites d'impregnation par des pigments organiques ou mineraux ou des particules metalliques sont directement lies aux caracteristiques de porosite. La discussion est organisee autour des points suivants: la complexite du materiau, la variabilite des proprietes de texture qui peuvent lui etre conferees et l'ecart susceptible d'exister suivant les methodes entre les dimensions fractales
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Coran, Aubert Y. "La dispersion du noir de carbone dans le caoutchouc". Mulhouse, 1992. http://www.theses.fr/1992MULH0258.
Resumen
L’incorporation du noir de carbone (NC) dans le caoutchouc améliore les propriétés. Cependant, pour que le NC puisse exercer son influence bénéfique il doit être suffisamment dispersé. Nous avons entrepris nos études pour mieux comprendre le procédé de la dispersion et aussi l'influence de conditions de mélanges ainsi que du type de NC et enfin comment le degré de dispersion affecte les propriétés du caoutchouc chargé. Un procédé, à petite échelle de mélange a été appliqué au caoutchouc naturel afin d'étudier la dispersion. Des estimations du degré de dispersion peuvent être obtenues en utilisant une méthode simple et améliorée pour préparer les surfaces des vulcanisats. Pour la première fois, nous disposons d'une méthode qui peut également être adaptée à l'étude des mélanges non vulcanisés. Les valeurs de l'échelle de dispersion sont en bon accord avec les propriétés du caoutchouc. La cinétique de la dispersion du NC dans le caoutchouc naturel a été représentée par une équation de vitesse. On a déterminé les effets de la vitesse de mélange et des effets des propriétés colloïdales du NC sur la cinétique de la dispersion du NC. De plus, les effets de la qualité de la dispersion sur les propriétés mécaniques dynamiques du caoutchouc ont été expliqués en proposant l'existence d'un réseau d'agglomérats dans le cas d'une très mauvaise dispersion
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Pailhes, Jérôme. "Comportement mécanique sous sollicitations multi-axiales d'un composite carbone-carbone". Bordeaux 1, 1999. http://www.theses.fr/1999BOR12152.
Resumen
Les performances thermomécaniques des composites carbone/carbone permettent leur utilisation thermostructurale. Afin de dimensionner correctement les structures, il est nécessaire de connaître le comportement mécanique du composite sous des sollicitations multiaxiales. Un appareillage spécifique de sollicitations multiaxiales de type traction-cisaillement a été conçu et réalisé lors de ce travail. On a déterminé le comportement mécanique et les différents mécanismes d'endommagement de traction ou de compression dans les axes et hors axes d'orthotropie du matériau. Le modèle utilisé pour rendre compte de cet endommagement est fondé sur la mécanique des milieux continus endommageables, les déformations anélastiques induites par l'endommagement étant traitées par la théorie de la plasticité. Les observations au microscope des modes d'endommagement de la matrice conduisent à la formulation d'hypothèses simplificatrices physiquement acceptables. Le modèle a été identifié à l'aide des essais de traction et de compression dans les axes de symétrie du matériau. Les essais de traction/cisaillement ont permis de compléter l'étude du comportement du matériau et de valider la loi de comportement mécanique sous sollicitations multiaxiales proposée.
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Pailhes, Jérôme. "Comportement mécanique sous sollicitations multi-axiales d'un composite carbone-carbone". Bordeaux 1, 1999. http://www.theses.fr/1999BOR10667.
Resumen
Les performances thermomécaniques des composites carbone/carbone permettent leur utilisation thermostructurale. Afin de dimensionner correctement les structures, il est nécessaire de connaître le comportement mécanique du composite sous des sollicitations multiaxiales. Un appareillage spécifique de sollicitations multiaxiales de type traction-cisaillement a été conçu et réalisé lors de ce travail. On a déterminé le comportement mécanique et les différents mécanismes d'endommagement de traction ou de compression dans les axes et hors axes d'orthotropie du matériau. Le modèle utilisé pour rendre compte de cet endommagement est fondé sur la mécanique des milieux continus endommageables, les déformations anélastiques induites par l'endommagement étant traitées par la théorie de la plasticité. Les observations au microscope des modes d'endommagement de la matrice conduisent à la formulation d'hypothèses simplificatrices physiquement acceptables. Le modèle a été identifié à l'aide des essais de traction et de compression dans les axes de symétrie du matériau. Les essais de traction/cisaillement ont permis de compléter l'étude du comportement du matériau et de valider la loi de comportement mécanique sous sollicitations multiaxiales proposée.
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Guilhem, Yoann. "Étude numérique des champs mécaniques locaux dans les agrégats polycristallins d'acier 316L sous chargement de fatigue". Phd thesis, Paris, ENMP, 2011. http://www.theses.fr/2011ENMP0108.
Resumen
Les chargements thermomécaniques cycliques conduisent à l'apparition de fissures courtes de fatigue dont la phase d'amorçage est prépondérante par rapport à la durée de vie totale du composant. Les mécanismes liés à l'évolution de ces fissures présentent une forte dépendance vis-à-vis de la microstructure du matériau, notamment à faible amplitude de chargement. Afin d'étudier cette dépendance, une étude statistique basée sur des résultats de calculs éléments finis d'agrégats polycristallins a été conduite. Le problème a d'abord été traité en deux dimensions, avec un modèle de plasticité cristalline simplifié. L'analyse des résultats a permis de mettre en évidence un effet de voisinage dans les polycristaux et de retranscrire la dispersion des résultats de fatigue observés en surface. En passant à un modèle en trois dimensions et étudiant différents chargements, il a été possible de corréler les structures de localisation de la déformation plastique dans le volume de l'agrégat avec les observations expérimentales. Également, les marches d'intrusion/extrusion induites en surface par les chargements de fatigue, sites préférentiels d'amorçage, ont été reproduites. Elles mettent en exergue la nocivité des chargements de type équibiaxial. Le problème des effets de bords a été soulevé, car il réduit l'échantillon des résultats exploitables par un traitement statistique. Ensuite, l'introduction de la rugosité de surface dans les agrégats simulés a mis en lumière la compétition entre les paramètres microstructuraux du matériau et les singularités géométriques de sa surface libre. Cette analyse a permis de montrer qu'il doit exister un état de surface limite, à partir duquel l'effet de la rugosité prend le dessus sur l'aspect cristallographique concernant la localisation de la déformation plastique en surface des polycristaux. Néanmoins, cet effet s'estompe très rapidement dans la profondeur et devient presque nul après la première rangée de grains surfaciques. Enfin, une modélisation à la fois périodique et rendant compte de l'effet de surface libre, appelée modélisation semi-périodique, a été mise en place pour éliminer les effets de bords et exploiter pleinement les résultats de calculs. Cette méthode apporte aussi de nouvelles perspectives pour l'élaboration d'un modèle à champs moyens pour les polycristaux en surfaceCyclic thermomechanical loadings lead to the formation of short fatigue cracks, the initiation phase of which is prominent over the total life of the component. Mechanisms related to the evolution of these cracks have a high dependence on the microstructure of the material, especially under low-amplitude loading. To study this dependence, a statistical study based on the results of finite element calculations of polycrystalline aggregates was conducted. First, the problem was treated in two dimensions, with a simplified crystal plasticity model. Analysis of the results allowed to highlight the neighboring effect in polycrystals and to reproduce the dispersion of fatigue results observed at the surface. Using a three-dimensional model and investigating different loadings, it was possible to correlate the localization structures of plastic deformation in the volume of the aggregate with the experimental observations. Also, the steps of surface intrusions and extrusions induced by fatigue loadings, preferential sites of initiation, have been reproduced and highlight the harmful effects of biaxial loadings. The problem of effects was raised, reducing the results sample that can be used by a statistical treatment. Second, the introduction of surface roughness in the simulated aggregates highlighted the competition between the microstructural parameters and geometric singularities of the free surface. This analysis has shown that there must exist a limiting surface state, from which the effect of the roughness takes over the crystallographic aspect concerning the plastic deformation localization at the surface of polycrystals. However, this effect fades quickly when depth increases and becomes almost nil under the first layer of surface grains. Finally, another three-dimensional model, both periodic and accounting for the free surface effect, called semi-periodic model has been implemented to eliminate boundary condition effects and to fully exploit the results of calculations. This method also brings new perspectives for the development of a new mean fields model dedicated to the behavior of surface of polycrystals
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Guilhem, Yoann. "Étude numérique des champs mécaniques locaux dans les agrégats polycristallins d'acier 316L sous chargement de fatigue". Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00732147.
Resumen
Les chargements thermomécaniques cycliques conduisent à l'apparition de fissures courtes de fatigue dont la phase d'amorçage est prépondérante par rapport à la durée de vie totale du composant. Les mécanismes liés à l'évolution de ces fissures présentent une forte dépendance vis-à-vis de la microstructure du matériau, notamment à faible amplitude de chargement. Afin d'étudier cette dépendance, une étude statistique basée sur des résultats de calculs éléments finis d'agrégats polycristallins a été conduite. Le problème a d'abord été traité en deux dimensions, avec un modèle de plasticité cristalline simplifié. L'analyse des résultats a permis de mettre en évidence un effet de voisinage dans les polycristaux et de retranscrire la dispersion des résultats de fatigue observés en surface. En passant à un modèle en trois dimensions et étudiant différents chargements, il a été possible de corréler les structures de localisation de la déformation plastique dans le volume de l'agrégat avec les observations expérimentales. Également, les marches d'intrusion/extrusion induites en surface par les chargements de fatigue, sites préférentiels d'amorçage, ont été reproduites. Elles mettent en exergue la nocivité des chargements de type équibiaxial. Le problème des effets de bords a été soulevé, car il réduit l'échantillon des résultats exploitables par un traitement statistique. Ensuite, l'introduction de la rugosité de surface dans les agrégats simulés a mis en lumière la compétition entre les paramètres microstructuraux du matériau et les singularités géométriques de sa surface libre. Cette analyse a permis de montrer qu'il doit exister un état de surface limite, à partir duquel l'effet de la rugosité prend le dessus sur l'aspect cristallographique concernant la localisation de la déformation plastique en surface des polycristaux. Néanmoins, cet effet s'estompe très rapidement dans la profondeur et devient presque nul après la première rangée de grains surfaciques. Enfin, une modélisation à la fois périodique et rendant compte de l'effet de surface libre, appelée modélisation semi-périodique, a été mise en place pour éliminer les effets de bords et exploiter pleinement les résultats de calculs. Cette méthode apporte aussi de nouvelles perspectives pour l'élaboration d'un modèle à champs moyens pour les polycristaux en surface.
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Juanicotena, Antoine. "Etude théorique et expérimentale du comportement viscoplastique des matériaux aux grandes déformations et grandes vitesses de déformation : application à l'acier Mars 190 et au tantale". Metz, 1998. http://www.theses.fr/1998METZ024S.
Resumen
Ce travail s'inscrit dans le cadre général de l'étude et la modèlisation du comportement viscoplastique des matériaux metalliques dans le domaine des grandes déformations homogènes aux grandes vitesses de déformation, de 10[à la puissance]4 à 10[à la puissance]5 s[à la puissance] -1. Nous définissons une méthodologie permettant de restituer le comportement mécanique de l'acier à blindage Mars 190 et du tantale dans le domaine visé. Dans un premier temps, l'étude des mécanismes physiques de la viscoplasticité montre la nécessite de prendre en compte certains mécanismes fondamentaux de la déformation plastique. A partir de là, l'examen de différentes lois de comportement permet d'extraire le modèle de Preston-Tonks-Wallace, qui restitue notamment le phènomene physique de saturation de la contrainte d'écoulement aux grandes déformations. Dans une deuxième partie, une caractérisation mécanique intègrant l'influence du mode de chargement, de la vitesse de déformation et de la température est menée sur les deux matériaux d'étude. Cette étude expérimentale permet entre autres de déterminer les coéfficients associés aux modèles de Johnson-Cook, Zerilli-Armstrong et Preston-Tonks-Wallace pour chaque matériau. Dans un troisième temps, afin de tester et de valider les modèles, nous concevons et développons un dispositif expérimental capable d'atteindre le domaine d'étude : l'essai d'expansion de sphère. Il s'agit d'imposer une expansion radiale libre à une enveloppe sphérique mince au moyen d'une onde de choc générée par un explosif. A partir de la mesure de vitesse d'expansion radiale, nous pouvons déterminer les contraintes, déformations et vitesses de déformation appliquées à l'enveloppe sphérique au cours du temps. Dans une quatrième et derniere partie, nous évaluons les modèles hors de leur domaine d'identification. Cette validation est effectuee par confrontations expériences/calculs, à l'aide d'essais de validation dont l'experience d'expansion de sphère et l'essai de Taylor.
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Probst, Nicolaus. "Etude des propriétés électriques et diélectriques des composites polymères - noirs de carbone : parallélisme entre propriétés électriques et mécaniques". Mulhouse, 1991. http://www.theses.fr/1991MULH0180.
Resumen
Les caractéristiques principales du noir de carbone, la surface spécifique et le degré d'agglomération sont considérés dans cette étude sous la forme de volume de structure et de surface absolue par unité de volume du mélange caoutchouc naturel et styrène - butadiène. Il était ainsi possible de mettre en évidence que la percolation électrique se produit lorsqu'un certain volume de structure est établi, que le module élastique du mélange est, à densité de réticulation constante, uniquement fonction du volume de structure, de même que la constante diélectrique. L'hystérèse mécanique et les propriétés diélectriques dépendent par contre de l'extension de la surface du noir de carbone, dépendance qui est fonction d'un paramètre lié à la qualité de la surface ; le rapprochement est fait avec l'énergie libre de surface. La densité apparente du noir de carbone dans le mélange est mise en évidence comme source d'information sur l'interface polymère - charge
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Naser, Hasan. "Développement de micro-composites architecturés en aciers inoxydables duplex : élaboration, microstructure et propriétés mécaniques". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAI024/document.
Resumen
L'utilisation de l'acier inoxydable duplex (DSS) pour des applications structurales est considérée comme l'un des progrès les plus notables et qui a le plus grand impact sur le secteur de la construction. Ceci est grâce à ses propriétés mécaniques élevées couplées avec des propriétés fonctionnelles intéressantes telles que la résistance à la corrosion, ou encore la faible conductivité thermique par rapport aux aciers au carbone. En raison de sa microstructure et l'interaction complexe entre les phases, DSS a un fort potentiel pour le développement des propriétés uniques. Une meilleure compréhension est nécessaire pour obtenir des propriétés exceptionnelles et fournir la possibilité de concevoir un DSS sur-mesure et architecturé pour des applications spécifiques. Dans ce travail, nous avons proposé une approche différente de celle utilisée jusqu'à présent pour comprendre le comportement du DSS. La stratégie adoptée dans ce travail était une stratégie dite top-down dans laquelle au moins deux métaux ayant un comportement et des propriétés bien connues sont mécaniquement assemblés par déformation plastique sévère (SPD). Cette stratégie proposée a pour objectifs: i) améliorer les propriétés par raffinement de microstructure jusqu’à une échelle sub-micrométrique ii) l'élaboration d'un matériau modèle permettant de comprendre le comportement DSS obtenu par les méthodes métallurgique conventionnelles. Le premier objectif de ce travail était, par conséquent, la mise en œuvre d'une méthodologie de fabrication en utilisant la technique SPD par co-tréfilage. Cette technique permettra l'obtention d'une microstructure ultrafine des composites 316L / 430LNb. L'un des défis rencontrés au cours de notre étude était l'inter-diffusion significative lors de traitement thermique susceptible de limiter un raffinement supplémentaire de la microstructure en question. Une étude d'optimisation a été effectuée pour tenir compte du rôle de cette inter-diffusion pour un couple 316L / 430LNb. Ainsi, des micro-composites multi-échelles ont été obtenus. Dans ce travail, nous avons montré la limitation de ce processus en termes de raffinement de microstructure. Une rationalisation de ces limites a été donnée par une étude thermocinétiques sur les micro-composites et matériaux brut initialement utilisés. Parallèlement à l'évaluation de la microstructure, le comportement mécanique de ces nouveaux micro-composites a été examiné. Afin de fournir une explication plus approfondie sur le comportement plastique de nos composites, des essais de traction in situ par rayonnement X synchrotron à haute énergie ont été effectuésThe use of duplex stainless steel (DSS) grades for structural applications is considered as one of the most significant advances impacting the construction sector. This is because of their high mechanical properties coupled with interesting functional properties such as corrosion resistance or even the low thermal conductivity compared to carbon steels. Due to their complex microstructure and interaction between the phases, DSS have a significant potential for unique properties. A better understanding is needed to give the possibility to obtain break through properties and to provide the possibility to design tailor-made, architectured DSS for specific applications. In this work we proposed a different approach from that used until now to understand the behavior of DSS. The strategy adopted in this work was a top-down strategy in which at least two bulk metals with well known behavior and properties are mechanically alloyed by Severe Plastic Deformation (SPD). This proposed strategy served two main objectives: i) enhancing the properties by microstructure refining down to sub-micron scale ii) elaborating a material model for understanding the DSS behavior obtained by the conventional metallurgical methods. The first objective of this work was, therefore, the implementation of a methodology of manufacturing using SPD technique by co-drawing. This technique will allow obtaining an ultra-fine microstructure of 316L/430LNb composites. One of the challenges met during our study was the significant inter-diffusion during heat-treatment step necessary during processing preventing by consequence further refining. An optimization investigation was carried out to account the role of this inter-diffusion for 316L/430LNb couple. Multi-scale micro-composites have been then obtained. In this work, we showed the limitation of this process in terms of microstructure refining. A rationalization of these limits was given by studying the thermo-kinetics of both micro-composites and bulk materials. In parallel with the microstructural evaluation, the mechanical behavior of these new micr-composites was examined. In order to provide a more in-depth explanation of the plastic behavior of our composites, in situ tensile test using high energy X-ray synchrotron have been performed
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Mabille, Pascal. "Évaluation des hétérogénéités locales de déformation d'aciers extra-doux sollicités en traction et en fatigue". Toulouse, ENSAE, 1995. http://www.theses.fr/1995ESAE0005.
Resumen
L'application du théorème de la déformation minimale et l'utilisation de microgrilles permettent d'évaluer les hétérogénéités de déformation en tout point et de superposer les cartes de déformations calcules à la microstructure. Cette démarche d'inspiration mécanique conduit à une nouvelle approche de la caractérisation de la déformation microstructurale. Par dépôt sur l'échantillon d'un réseau de mailles carrées (pas : 2 micromètres, largeur 0. 3 micromètre), et mesure des coordonnées des noeuds après déformation, il est possible d'identifier les valeurs propres du tenseur de Cauchy-Green droit de l'état déformé et d'en déduire la déformation généralisée minimale en tout point. Les matériaux étudiés sont des aciers extra-doux dont la taille de grains varie de 10 à 30 micromètres. Des essais ont été réalisés in-situ sous microscope électronique à balayage et à basse température, sur des éprouvettes plates sollicitées en traction monotone sur une micromachine de traction. Nous avons pu ainsi corréler les aspects micro-, méso- et macroscopiques de la déformation. Le développement des lignes de glissement sur la surface des éprouvettes et la distorsion du réseau microlithographié mettent en évidence de fortes hétérogénéités locales de la déformation. La méthode a été étendue aux sollicitations en fatigue à l'air ambiant et sous vide. Il a été nécessaire de concevoir et de réaliser un prototype de micromachine de fatigue mettant en oeuvre leffet piézoélectrique. Les hétérogénéités locales de déformation au voisinage de la fissure principale ont été évaluées, suite à des études de propagation de fissure aux échelles microscopique et macroscopique, de microfractographie et d'endommagement. Ce travail s'inscrit dans le développement actuel de nouveaux aciers d'intérêt induqtriel dans le domaine de la construction mécanique.
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Mebarki, Nadia. "Relation microstructure-propriétés mécaniques d'aciers martensitiques revenus destinés aux outillages de mise en forme d'alliage légers". Paris, ENMP, 2003. http://www.theses.fr/2003ENMP1124.
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Valance, Stéphane. "Aspects mécaniques du changement de phase allotropique à l'échelle mésoscopique". Lyon, INSA, 2007. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2007ISAL0101/these.pdf.
Resumen
La prédiction de l’état mécanique de structures en acier soumises à des chargements thermiques ne peut se faire sans modélisation du phénomène de changement de phase allotropique. En effet, le changement de phase induit, pour les aciers, un mécanisme appelé plasticité de transformation conduisant à une déformation irréversible pour des chargements inférieurs à la limite élastique des phases. De nombreux modèles analytiques ont proposé une approche homogénéisée pour la prédiction de l’état mécanique. Mais, pour des chargements complexes, ces modèles se révèlent inadéquates. Prenant acte de ces lacunes, nous présentons une modélisation plus proche de sa description heuristique. L’échelle mésoscopique retenue pour ce travail est de l’ordre de la taille de grain. A cette échelle, nous considérons le comportement de chaque phase comme homogène au sens de la mécanique des milieux continus, par contre, le front de changement de phase est modélisé explicitement. Cette approche mésoscopique du phénomène s’est faite expérimentalement et numériquement. Expérimentalement, nous avons mis au point et utilisé une manipulation permettant la traction et le chauffage sous vide partiel d’une éprouvette. L’acquisition de la surface de l’échantillon pendant la transformation martensitique a conduit, sous certaines hypothèses et grâce à la corrélation numérique d’image, à l’identification partielle des zones affectées localement par la transformation. Numériquement, l’utilisation de la méthode des éléments finis étendus appliquée à des champs de déplacement faiblement discontinus. L’utilisation de cette méthode nécessite la modélisation du support de discontinuité -le front. Pour cela, en s’aidant de la méthode level set, nous avons créé des schémas numériques éléments finis permettant la représentation du support et sa propagation. En sus, nous nous sommes intéressés au calcul des forces motrices définies sur le front à partir du tenseur d’Eshelby et représentatives de sa vitesse localeThe prediction of the mechanical state of steel structures submit to thermo-mechanical loading must take into account consequences of allotropic phase change. Indeed, phase change induce, at least for steels, a mechanism of TRansformation Induced Plasticity (TRIP) leading to irreversible deformation even for loading less than elastic yield limit. Homogeneized analytical models generally fail to achieve a correct prediction for complex loading. In order to overcome these difficulties, we present a model achieving a sharper description of the phenomenon. The mesoscopic working scale we adopt here is the grain scale size. Hence, we consider that the behaviour of each phase is homogenous in the sense of continuous media mechanic, whereas the front is explicitly described. We work both experimentally and numerically. Experimentally, we designed a test facility enabling thermo mechanical loading of the sample under partial vacuum. Acquisition of sample surface while martensitic transformation is happening leads, under some hypothesis and thanks to Digital Image Correlation, to the partial identification of area affected by transformation. Numerically, the eXtended Finite ElementMethod is applied for weakly discontinuous displacement fields. Used of this method needs to numerically track the transformation front -discontinuity support. In that goal, based on level set method, we develop FEM numerical scheme enabling recognition and propagation of discontinuity support. Finally, this work is complete by an approach of driving forces introduced through Eshelbian mechanics which are dual of front velocity. Keywords : allotropic phase change, TRansformation Induced Plasticity, eXtended Finite Element Method (X-FEM), Level set method