Etude des modifications de composition d'alliages de zinc cuivre titane : conséquences sur l'aptitude au formage

par Michèle Diot

Thèse de doctorat en Sciences de l'ingénieur

Sous la direction de Marie-Jeanne Philippe.

Soutenue en 1996

à Metz .


  • Résumé

    Les alliages de zinc laminés contenant du cuivre et du titane sont utilisés dans la conception d'éléments de toiture. Après mise en œuvre, lorsque la température extérieure diminue, il apparait des microfissures à la surface du matériau. Ces fissures peuvent être quantifiées par un test de pliage à froid réalisé en production. Afin de résoudre ce problème, des études ont été menées pour modifier le processus de fabrication ainsi que la composition des alliages de laboratoire. Il est apparu que certains éléments d'addition améliorent les résultats de pliage à froid. Il devenait alors nécessaire de passer au stade industriel de l'étude de ce type d'alliages. Les conditions d'élaboration des différents alliages étudiés seront identiques aux conditions classiques de la fabrication industrielle et un large échantillonnage de teneurs en cuivre et titane a été choisi, tout en y associant des éléments d'addition supplémentaires. Cependant, ces éléments n'avaient pas été localisés dans les alliages. Grâce à des techniques d'analyses de surface (spectroscopie a décharge luminescente (sdl) et spectroscopie de masse des ions secondaires (sims)), il nous a été possible de déterminer la répartition de ces éléments d'addition au sein des alliages. De plus, les états d'oxydation des éléments ont pu être mis en évidence grâce à la spectroscopie d'électrons pour l'analyse chimique (esca). Parallèlement, une étude des figures de pôles par rayons x du matériau a pu mettre en évidence la présence d'un gradient de texture. Lors des modélisations antérieures de l'évolution de texture, des figures de pôles symétriques avaient été obtenues. Grace à l'introduction d'une composante de friction et/ou de cisaillement dans le tenseur des déformations, il a été possible d'obtenir une simulation de l'évolution de texture différente des modélisations antérieures en générant des figures de pôles dissymétriques. De plus, les propriétés mécaniques (caractéristiques des courbes de traction, pliage a froid, temper test) et thermique (température de recristallisation) ont été mesurées. Ceci nous a permis de déterminer, à l'aide d'une analyse statistique (analyse en composantes principales), quelles étaient les influences de la variation de la composition chimique sur l'ensemble des propriétés du matériau

  • Titre traduit

    Study of composition modifications of zinc copper titanium alloys : results on the forming capability


  • Résumé

    Zinc alloys with copper and titanium additions are widely used in the shape of rolled sheets for part of roofing. After building, under bad weather conditions, when the temperature decreases, microcracks nucleate at the sheet surface. These microcracks can be quantified by a bendability test at low temperature. In order to remedy this industrial problem, previous studies in which the manufacuring process and the laboratory alloy compositions were modified have been carried out. It appears that some chemical additions improve the bendability of these alloys. It was therefore necessary to see whether this could apply under industrial conditions. The manufacturing process used for the alloys here studied is the same as the industrial process widely used. A large scale of copper and titanium concentrations is chosen with other chemical element additions. However, these components have not been located into the alloys. Thanks to surface analysis (glow discharge optical emission spectrometry and secondary ion mass spectroscopy), the chemical element edging was determined within the microstructure. The oxidation states of elements have been shown owing to electron spectroscopy for chemical analysis. Texture gradient in the sheets were experimentally characterised by X-rays investigations and modelled using friction and/or shear strain components. The mechanical behaviour of the sheets was monitored by bending and tensile tests. A statistical approach using principal component analysis was developed to determine the influence of variations in alloying element concentrations on the different properties of the material

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  • Annexes : Bibliogr. [5] f.

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