Influence du carbone et du niobium sur la rhéologie et les mécanismes de déformation à chaud dans le domaine alpha d'alliages à base de fer et fer-chrome

par Luiz Leroy Thome Vaughan

Thèse de doctorat en Sciences et génie des matériaux

Sous la direction de Frank Montheillet.


  • Résumé

    Le présent travail succède à une série d’études réalisées au sein de la même équipe sur des alliages industriels, notamment des aciers inoxydables ferritiques. Il a pour objectif de mettre en évidence l'influence du niobium et du carbone sur la déformation à chaud de tels matériaux dans le domaine ferritique. Pour cela, des alliages modèles à base de Fe et Fe-Cr, ont été élaborés et soumis à des essais de compression et de torsion à diverses températures et vitesses de déformation. Les microstructures résultantes ont été caractérisées par métallographie optique et diffraction des électrons rétrodiffusés (EBSD), ainsi que les textures de déformation. Dans tous les alliages, le mécanisme de déformation à chaud est du type recristallisation dynamique continue. En particulier, on observe la formation de joints de forte désorientation à l’intérieur des grains initiaux. Ce mécanisme est accéléré par la présence de niobium en solution solide et les microstructures recristallisées sont de plus en plus fines lorsque la teneur en carbone ou en niobium des alliages augmente. Lorsque le niobium est combiné au carbone ou au chrome, il provoque l’apparition d’une fine précipitation associée à une microstructure encore plus fragmentée. Corrélativement, ces cas correspondent aux contraintes d’écoulement les plus élevées. Les paramètres rhéologiques sensibilité à la vitesse de déformation (m) et énergie d'activation apparente (Q) ont été déterminés pour les divers alliages. D'une manière générale, Q est plus élevé dans les alliages que dans le fer pur. Enfin, en compression, la texture prédominante est la fibre <100> // z (axe de compression), tandis qu'en torsion la principale composante est D2 {1 12} < 111 > (pour un cisaillement négatif).

  • Titre traduit

    The influence of carbon and niobium on the rheology and hot deformation mechanisms in the alpha range of iron and iron-chromium base alloys


  • Résumé

    The present work follows a series of investigations carried out in the same research group on industrial alloys, in particular on ferritic stainless steels. The aim is to bring into evidence the influence of niobium and carbon on the hot working of such materials within the ferritic range. For that purpose, model Fe and Fe-Cr alloys were prepared and submitted to compression and torsion tests at various temperatures and strain rates. The resulting microstructures were analyzed by optical metallography and electron back-scattered diffraction (EBSD), as well as deformation textures. In all alloys, hot working occurs by continuous dynamic recrystallization. In particular, generation of high angle boundaries within the initial grains was observed. This mechanism is enhanced by the presence of solid solution niobium and the recrystallized microstructures become finer when the carbon or niobium content of the alloys is increased. When niobium is combined with carbon or chromium, it produces a fine precipitation involving an even more fragmented microstructure. Accordingly, such cases are associated with the largest flow stresses. The rheological parameters strain rate sensitivity (m) and apparent activation energy (Q) were derived for the various alloys. Q is globally larger than for pure iron. Finally, in compression the main texture component is the <100> // z (compression axis) fiber, while in torsion the main component is D2 {1 12} < 111 > (for negative shear).

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (VIII-180 p.)
  • Annexes : Bibliogr.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Ecole nationale supérieure des mines. Centre de documentation et d'information.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 531.38 VAU
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.