Etude numérique à l'échelle atomique des mécanismes microscopiques à l'origine de la limite élastique dans les matériaux de structure cristalline cubique centrée

par Boussad Amarouchene

Thèse de doctorat en Sciences appliquées. Métallurgie

Sous la direction de Vassilis Pontikis.


  • Résumé

    Nous avons introduit une nouvelle approche pour calculer la barriere d'energie de peierls ainsi que la contrainte de peierls en nous basant sur le mouvement d'une dislocation vis et de deux types de dislocations coin en appliquant differentes contraintes de cisaillement. Nous avons utilise un potentiel phenomenologique decrivant les interactions dans le fer alpha. Nous avons determine le cŒur de dislocation en nous basant sur les valeurs des energies d'exces des atomes. Nous avons defini un seuil d'energie par atome qui nous a permis de decrire des trajectoires de dislocations au cours de leur mouvement. Concernant les dislocations vis, la trajectoire totale de la dislocation est la repetition d'une sequence elementaire composee d'un double glissement suivant deux plans non paralleles. Pour la dislocation coin, la trajectoire est rectiligne et contenue dans un plan unique. Nous avons calcule aussi l'energie d'interaction entre une dislocation vis et un defaut ponctuel. Cette interaction qui n'est pas prevue par l'elasticite isotrope est due aux composantes coins du cŒur de la dislocation vis mis en evidence par une representation des deplacements relatifs entre voisins. Nous avons calcule le rapport maclage anti-maclage qui est en accord avec les mesures experimentales. Nous avons reproduit ainsi une des caracteristiques des materiaux de structure cristalline cubique centree a savoir la violation du critere de schmid.

  • Titre traduit

    Numerical study at atomic scale of the elementaries microscopics mechanisms wich leads to the elastic limit in body centred cubic materials


  • Résumé

    We introduce a novel approach to calculating the peierls energy barrier and peierls stress based on the analys of the dislocation migration dynamics wich we apply to a screw dislocation and two different types of edges dislocations in iron(bcc). We use a phenomenological potential based on the approximation of the second moment. We distinguish the belonging the dislocation core based on their atomic strain energy, defining the dislocation core as the atoms wich have a strain energy higher than a treeshold that we have defined. Then we apply this definition of the moving dislocations and extract their peierls energy barrier and their peierls stress. This dislocation dynamics method provides insights regarding the dislocation migration process, allowing us to determine the continuous path of dislocation migration. We find that under twinning shear the screw dislocation moves like iterations of an elementary non linear path, the edge dislocation moves linerarly. We calculte the interaction energy between the core of a screw dislocation and a point-deffect (interstitial and vacancy) wich is not predicted by isotropic elastic theory. We find that the edges components of the core structure are responsible of these interactions. We find a twinning anti-twinning ratio in a good agreement with the experimental results and documenting de magnitude of the violation of the schmid law.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (143 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. [134]-[137]

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2005)165
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