Etude du comportement rheologique et des evolutions microstructurales au cours de traitements thermomecaniques d'alliages de titane

par PATRICK AUDRERIE

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de ANNE-MARIE CHAZE.

Soutenue en 1993

à l'EMP .

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  • Résumé

    Les proprietes d'emploi des alliages de titane dependent fortement de leur microstructure, qui elle-meme est le resultat des traitements thermomecaniques imposes au materiau. Pour optimiser leur gamme de mise en forme (diminuer les couts de production tout en obtenant la microstructure optimale), les forgerons doivent connaitre et maitriser les deux domaines suivants: 1) le comportement rheologique de l'alliage; 2) les relations entre la microstructure et les traitements thermomecaniques. L'objectif de ce travail est de contribuer a cette connaissance. Concernant le premier point, des lois de comportement empiriques sont etablies sur un large domaine de temperature, pour differentes vitesses de deformation et quatre alliages de titane, grace a des essais de torsion. Une influence non negligeable de la microstructure sur la contrainte d'ecoulement est egalement mise en evidence. Quant au deuxieme point, dans le domaine de phase beta, des mecanismes de recristallisation continue (pendant la deformation) et metadynamique (au cours d'un maintien en temperature apres la deformation) sont observes. Leurs cinetiques sont etablies en fonction des differents parametres thermomecaniques dans le cas de l'alliage ti-6al-2sn-4zr-6mo. Une modelisation du forgeage, dans le domaine monophase beta, d'un lopin de ti-6al-2sn-4zr-6mo (code forge 2) permet de prevoir la microstructure de la piece forgee. Dans le domaine de phase (alpha + beta), l'accommodation de la deformation par la phase beta est attribuee a un mecanisme de recristallisation continue. Des mesures de deformation locale de la phase alpha sont proposees et des modeles de passage de l'echelle mesoscopique a l'echelle macroscopique sont appliques pour l'alliage ti-5al-2,5sn. Les resultats issus des modeles sont compares aux donnees experimentales. La methodologie definie dans ce travail semble etre applicable a plusieurs alliages de titane et procedes de mise en forme


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