Simulations de la croissance de grains : application a un super alliage

par RENE MESSINA

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Ladislas P. Kubin.

Soutenue en 1998

à Paris 11 .

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  • Résumé

    Le but de ce travail etait de comprendre les mecanismes physiques impliques dans la croissance anormale telle qu'elle est observee dans les superalliages nr6 ou n18. Pour ce faire, nous avons conjointement mene une etude experimentale et une etude numerique, toutes deux a l'echelle mesoscopique. L'etude experimentale a montre que la croissance anormale qui intervient lors d'un recuit supersolvus depend de la vitesse de predeformation a chaud. C'est pour une gamme de vitesses situee a la transition entre les stades ii de deformation superplastique et iii de recristallisation dynamique, et pour des deformations superieures a une valeur minimale (15 %), que la croissance anormale se manifeste. Les mecanismes de croissance anormale, du stade embryonnaire au stade tres developpe, sont analyses. Les observations microstructurales montrent que les forces motrices gouvernant successivement cette croissance anormale dans le temps sont tout d'abord celle due a la reduction de l'energie stockee sous forme de defauts (dislocations) puis celle liee a la reduction de la surface des joints de grains (force capillaire). Les simulations numeriques de type monte carlo qui ont ete menees visaient a etudier d'une part l'effet zener et d'autre part la croissance anormale. Concernant l'effet zener, il a ete montre que les systemes bidimensionnels sont fortement non aleatoires pour une large gamme de fraction de precipites (10##4 a 10##1), et que le desancrage n'est effectif que pour une faible fraction. L'etude de la croissance anormale a ete entreprise dans le cas ou la seule force motrice de croissance est d'ordre capillaire. Une premiere approche, consiste a uniquement prendre en compte les forces mecaniques (croissance et freinage) mises en jeu. Dans cette situation nous observons une croissance anormale moderee conditionnee par deux parametres interdependants qui sont le degre d'ancrage des grains de la matrice et l'avantage en taille du grain anormal. Afin de rendre compte de la croissance tres exageree rencontree experimentalement, nous avons ete amenes a considerer le franchissement par activation thermique des particules par les joints.


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Informations

  • Détails : 122 P.
  • Annexes : 97 REF.

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  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-014047
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