Rheologie et structure d'un alliage modele sn-pb a l'etat semi-solide

par Christophe Martin

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Michel Suéry.

Soutenue en 1995

à l'INP GRENOBLE .

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  • Résumé

    Lors de sa solidification un alliage presente, dans un certain intervalle de temperature, une phase solide et une phase liquide. L'alliage semi-solide peut etre soumis a des deformations qui, par exemple, lors de la coulee continue peuvent induire des defauts (segregations de liquide, fissures). Le but de ce travail est de proposer des lois de comportement des alliages semi-solides comportant de 50 a 90% de phase solide en les considerant comme un milieu poreux viscoplastique sature de liquide. Nous avons utilise le formalisme d'abouaf. Il definit un potentiel de dissipation viscoplastique qui depend du premier invariant des contraintes (i#1) et de la contrainte equivalente de mises et qui introduit deux fonctions de la fraction de solide. Plusieurs techniques experimentales, specifiques aux alliages semi-solides, ont ete mises au point pour identifier ces deux fonctions. Ainsi, la loi de comportement d'un alliage semi-solide sn-pb de morphologie dendritique a ete determinee par des essais deviatoires dans un rheometre de couette et par des essais hydrostatiques draines. Le modele a ete partiellement valide par des essais triaxiaux draines et par des essais de compression simple. L'influence de la morphologie de la phase solide a ete etudiee en comparant le comportement deviatoire d'une structure dendritique et deux structures globulaires. A un niveau plus fondamental, la mesure de la pression interstitielle de liquide lors d'essais de compression non drainee a permis de montrer les insuffisances du potentiel d'abouaf. En particulier, nous avons etabli la non-parite du potentiel en i#1. Une nouvelle forme de potentiel, dependant du degre de cohesion de la phase solide, a ete proposee. Les principales implications theoriques de la loi de comportement ont ete etudiees. Finalement les trois fonctions de la fraction de solide qui definissent ce potentiel ont ete identifiees experimentalement, et partiellement validees a partir d'essais triaxiaux


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  • Détails : 244 P.
  • Annexes : 121 REF.

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