Optimisation d'alliage Fe40AlB : effet du manganèse sur la microstructure et les propriétés mécaniques

par Sanaa Najjar

Thèse de doctorat en Sciences et génie des matériaux

Sous la direction de Anna Fraczkiewicz.

Soutenue en 2007

à Saint-Etienne, EMSE .


  • Résumé

    Malgré des diverses intéressantes propriétés des alliages FeAl, leur faible ductilité à température ambiante limite fortement leur application industrielle. Jusqu’à présent, seul le dopage au bore permet de supprimer la fragilité intergranulaire des alliages. La recherche des meilleures propriétés mécaniques nous a conduit à étudier les effets des différentes additions ternaires. Parmi une série des additions ternaires étudiées, seule l’addition du manganèse semble être prometteuse. En présence de 2% Mn et par rapport à l’alliage binaire, une nette amélioration de l’allongement à la rupture à température ambiante est observée pour une limite d’élasticité préservée à toutes les températures étudiées (20 à 900 °C). Cependant, un tel effet est limité aux faibles teneurs en manganèse : en présence de 5% Mn, une précipitation apparaît et fragilise l’alliage. L’effet ‘ductilisant’ du manganèse a été attribué à des modifications de la structure des défauts cristallins, qui se manifestent par une baisse de la concentration des lacunes thermiques et une diminution du paramètre d’ordre. Ces propriétés d’alliage ternaire FeAlMn ont pour conséquence une amélioration du comportement en conditions d’un traitement thermomécanique. En effet, nous avons pu montrer qu’un raffinement de la taille de grains de Fe40Al2MnB par recristallisation dynamique à hautes températures et à grande vitesse de déformation, est possible.

  • Titre traduit

    Optimization of Fe40AlB alloys. Effect of manganese on the microstructure and the mechanical properties


  • Résumé

    In spite of various interesting properties of the iron - aluminium alloys, their low ductility at room temperature strongly limits their industrial application. Until now, only doping with boron allows to remove the intergranular brittleness of these alloys. The research of the best mechanical properties led us to study the effects of the various ternary additions. Only the addition of manganese seems to be promising among a series of the studied ternary additions. In the presence of 2% Mn and compared to the binary alloy, a clear improvement of the elongation to fracture at room temperature is observed for a yield stress preserved at all the studied temperatures (20 to 900 °C). However, this effect is limited to the low manganese contents: in the presence of 5% Mn, a precipitation appears and weakens alloy. The ‘ductiling’ effect of manganese was attributed to modifications of the structure of the crystalline defects, which appear by a fall of the concentration of the thermal vacancies and a reduction of the long range order parameter. FeAlMn alloys have also been shown to present a good behavior in conditions of a thermomechanical treatment. A refinement of the grains size of Fe40Al2MnB by dynamic recrystallization at high temperatures and high strain rate could be obtained in this work.

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Informations

  • Détails : 1 vol (III-124 p.)
  • Annexes : Bibliogr.

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  • Bibliothèque : Ecole nationale supérieure des mines. Centre de documentation et d'information.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 531.38a NAJ
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