Évolutions microstructurales couplées de l'alliage d'aluminium 3003 au cours de traitements d'homogénéisation et influence d'un écrouissage préalable

par Moukrane Dehmas

Thèse de doctorat en Science des matériaux

Sous la direction de Pierre Archambault.

Soutenue en 2004

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL .


  • Résumé

    Ce travail est consacré à l'évolution des microstructures associées aux changements de phases à l'etat solide dans l'alliage AA3003 avec et sans sollicitations mécaniques. Dans cette optique, le suivi des séquences de transformations de phases à partir de l'état brut de coulée jusqu'à la température d'homogénéisation en condition isotherme et anisotherme a été entrepris à l'aide de plusieurs techniques in situ (résistivimétrie électrique, analyse enthalpique, diffusivité thermique, MET et rayonnement synchrotron). Ces analyses aux résultats concordants ont permis de préciser les mécanismes, les températures et les cinétiques des transformations ainsi que les morphologies, les fractions volumiques des phases précipitées et leur cristallographie (paramètre de maille, relation d'épitaxie. . . ). Au chauffage depuis l'état brut de coulée, on observe la transformation des particules primaires AI6(Mn,Fe) en phase α-AI(Mn,Fe)Si et la précipitation intragranulaire de dispersoïdes. Des données quantitatives obtenues en fonction du temps et de la température par traitement isotherme et anisotherme ont permis de valider les données rapportées par rayonnement synchrotron et par le modèle de précipitation développé au laboratoire. On a également montré par analyse EDS couplée au MET que la composition chimique des phases varie avec le temps et la température et tend vers une composition d'équilibre proche de celle calculée avec ThermoCalc. Par une démarche similaire, nous avons révélé la diminution des températures de transformations associée au taux d'écrouissage ainsi que la précipitation préférentielle des dispersoïdes sur les parois des cellules issues de la déformation. L'incidence de la densité de défauts sur la morphologie des précipités et sur le taux et la cinétique de précipitation a également été quantifiée. La croissance de ces cellules et l'évolution de la densité de dislocations lors de traitement anisotherme sont analysées qualitativement.

  • Titre traduit

    Microstructural evolution of the 3003 aluminium alloy during the homogenisation traitments and influence of a pre-deformation


  • Résumé

    This work is dedicated to the structure evolutions associated with phase transformations at solid state in the 3003 alloy with and without mechanical stresses. The phase transformations sequences are studied from the as-cast state and up to the homogenization temperature thanks to several in situ experimental techniques (electrical resistivity, DSC, thermal diffusivity, TEM and synchrotron radiation). These analysis have allowed to precise the mechanisms, temperatures and kinetics of phase transformations, the morphologies and volume fraction of precipitated phases and their crystallography (unit cell parameter, orientation relationship. . . ). The transformation of primary precipitates AI6(Mn,Fe) into α-AI(Mn,Fe)Si phase and the intragranular precipitation of dispersoïds are observed on heating from the as-cast state. The quantitative values obtained versus time and temperature in isothermal and anisothermal conditions have allowed to validate the results obtained by synchrotron radiation and with the precipitation model developed in the laboratory. We have also showed by EDX analysis coupled with TEM that the chemical composition of the phases varies with time and temperature and tend towards the equilibrium composition given by ThermoCalc. Using a similar approach, we have revealed the decrease of the transformation temperatures associated with strain hardening and the preferential precipitation of dispersoïds on the walls of the ce Ils provided by the deformation. The incidence of the dislocation density on the morphology of the precipitates and on the rate and kinetics of precipitation has also been quantified. The cell growing and the evolution of the dislocation density during the anisothermal treatment are also qualitatively analysed.

Autre version

Cette thèse a donné lieu à une publication en 2018 par [CCSD] [diffusion/distribution] à Villeurbanne

Évolutions microstructurales couplées de l'alliage d'aluminium 3003 au cours de traitements d'homogénéisation et influence d'un écrouissage préalable

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Informations

  • Détails : 1 vol. (152 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chap.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Lorraine. Direction de la documentation et de l'édition. BU Ingénieurs.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2004 DEHMAS M
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