Etude des mecanismes de deformation en traction et fluage du zr alpha entre 20 et 300c

par Corinne Pujol

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Jean-Loup Strudel.

Soutenue en 1994

à l'EMP .

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  • Résumé

    L'etude a porte sur le comportement du zirconium alpha, se presentant sous forme de toles laminees recristallisees, representatives des composants des usines de retraitement des combustibles nucleaires. Afin de comprendre les phenomenes mis en jeu lors des sollicitations mecaniques, intervenant au cours des cycles de fonctionnement normal, entre 20c et 200c, nous avons entrepris une etude sur les mecanismes de deformation du zirconium, qui a porte sur la traction, le fluage et la relaxation. D'une part, la caracterisation en traction a permis de mettre en evidence un crochet, qui apparait progressivement sur la courbe, lorsque l'angle entre la direction de sollicitation et la direction de laminage passe de 0 a 90. Les resultats experimentaux obtenus semblent montrer que la presence de ce crochet est liee a un mecanisme d'interaction entre dislocations a composante #c et impuretes interstitielles. D'autre part, entre 100 et 200c, le zirconium presente deux types de comportement en fluage, permettant de definir deux domaines en fonction du niveau de contrainte appliquee: d1, ou l'on obtient une saturation de la deformation, et, d2, ou le fluage est classique. Ces deux domaines sont delimites par un niveau de contrainte critique extremement precis. Les observations realisees au met apres fluage dans le domaine d1 ont permis de montrer que le phenomene de saturation est du a la mise en place de structures cellulaires stables, dont les caracteristiques dependent de la direction de sollicitation. L'origine de la saturation semble etre de la meme nature dans les deux cas. Ce sont des interactions entre systemes de glissement de dislocations: un systeme prismatique et un systeme pyramidal dans la direction de laminage et deux systemes pyramidaux dans la direction transverse. Enfin, nous avons montre par des essais de fluage avec rechargements, que le comportement en fluage du zirconium est controle par le niveau de contrainte: des que la contrainte cumulee depasse la contrainte critique, la rupture du materiau se produit, quel que soit le taux de deformation atteint a saturation. L'origine du phenomene de deblocage pourrait etre liee a l'activation d'un nouveau systeme de glissement, a un phenomene de glissement devie et/ou aux interactions de certaines dislocations avec des nuages d'impuretes, l'oxygene par exemple


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  • Détails : 269 P.
  • Annexes : 117 REF.

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