Renforcement d'alliages fer-aluminium ordonnés B2 : influence d'additions (Ni, B) et de la microstructure

par David Colas

Thèse de doctorat en Science et génie des matériaux

Sous la direction de Anna Fraczkiewicz et de François Louchet.


  • Résumé

    ? Nous étudions les effets d'additions (Ni et B) et de la microstructure sur le comportement mécanique d'alliages fer-aluminium contenant 40 % at. Al. Au niveau macroscopique, nous montrons que le nickel renforce les alliages FeAl sur toute la gamme de température, mais qu'il conduit simultanément à une diminution de la contrainte de clivage, accentuant ainsi la fragilité à l'ambiante de ces alliages. Nous confirmons l'intérêt du raffinement de la taille des grains, par métallurgie des poudres, pour améliorer la limite d'élasticité et la résistance à la rupture. Nous montrons alors le caractère additif de l'effet du nickel sur la limite d'élasticité par rapport au renforcement de type "Hall et Petch". Nous montrons aussi que les phénomènes de durcissement (nickel ou taille de grains) provoquent le masquage de l'anomalie de la limite d'élasticité que ces alliages présentent habituellement. L'étude des mécanismes de déformation à l'échelle des dislocations nous permet de préciser que le durcissement en solution solide (DSS) dû au nickel à basse température ne peut être expliqué par les théories classiques de DSS mais plus vraisemblablement par un effet du nickel sur la contrainte de Peierls. En outre, nous montrons que nos résultats microscopiques et macroscopiques concernant l'anomalie peuvent être pris en compte par le modèle de traînage de tubes d'APB. Enfin, nous mettons en relation l'observation en dynamique (microscopie en transmission in situ) d'un mécanisme de multiplication des superdislocations, avec la tendance au clivage des alliages contenant du nickel.

  • Titre traduit

    B2-ordered iron-aluminium alloys strengthening. Influence of additions (Ni, B) and microstructure.


  • Résumé

    ? We study the effects of additions (Ni and B) and microstructure on the mechanical behaviour of 40 at. % Al iron-aluminium alloys. From a macroscopic point of view, we show that nickel reinforces FeAl alloys over the whole temperature range, but that it simultaneously leads to emphasize the room temperature brittleness of these alloys through a cleavage stress decrease. We confirm powder metallurgy grain refining interest to enhance yield stress as well as fracture resistance. We show that nickel-induced yield stress effect is additive to "Hall-Petch" one. Also, we point out that the strengthening phenomena (nickel or grain size) cause the yield stress anomaly, which these alloys usually present, to be hidden. Through a dislocation structures analysis of deformed materials we precise that low temperature nickel-induced solid solution hardening (SSH) can not be explained on the basis of classical SSH theories but more probably through nickel influence upon the Peierls stress. Moreover, we show that the APB tubes dragging model may be compatible with our microscopic and macroscopic results about the anomaly. Eventually, we put into relation a dynamic superdislocations multiplication process observation (in situ transmission microscopy) with the nickel-containing alloys tendency to cleavage.

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Informations

  • Détails : 193 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr.

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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 531.38 COL
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