Mise en forme d'aciers a l'etat semi-solide : etude experimentale et modelisation

par ELISABETH VALETTE-BRIVES

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Jean Le Coze.

Soutenue en 1992

à l'EMP .

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  • Résumé

    La deformation d'alliages modeles ou d'alliages legers a l'etat semi-solide est etudiee dans la litterature, avec pour objectif industriel la mise en forme directe de pieces pres des cotes et une moindre sollicitation mecanique des outillages. L'objet de cette these est d'etudier le comportement lors de la deformation d'aciers industriels refondus partiellement jusqu'a l'etat semi-solide. A cet effet, un essai rheologique de filage en condition isotherme jusqu'a une temperature de 1450#oc a ete concu. Il permet d'obtenir des ecoulements representatifs d'operations de forgeage. Cet essai a revele deux types d'ecoulements, en fonction de la structure de l'acier semi-solide, de la vitesse et du taux de deformation: 1) un ecoulement de type filtration totale, avec ejection de la phase liquide et compaction de l'agregat forme par les grains solides; 2) un ecoulement de type semi-solide, avec filtration partielle du liquide et ecoulement du melange semi-solide. La modelisation numerique de l'essai de filage a permis de determiner pour l'acier semi-solide un ordre de grandeur des parametres rheologiques d'une loi de comportement homogene incompressible. Une modelisation analytique a ete developpee pour prendre en compte le caractere biphase du materiau semi-solide. En premiere approximation, l'influence de la phase liquide sur les efforts de deformation peut etre negligee. Lors de la deformation, le modele met en evidence une phase initiale de densification du squelette poreux forme par la phase solide puis une phase d'ecoulement homogene (sans densification du materiau). Une carte de densite de l'agregat solide poreux a ete calculee par une methode de petites perturbations


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