Influence des traitements thermiques à haute température sur l'évolution de la texture et de la microstructure des soudures d'acier inoxydable duplex 2205

par Riad Badji

Thèse de doctorat en Mécanique. Matériaux

Sous la direction de Brigitte Bacroix et de Mahmoud Bouabdallah.

Soutenue en 2008

à Paris 13 en cotutelle avec l'Ecole Nationale Ploytechnique D'Alger .


  • Résumé

    Ce travail traite de l’évolution de la texture et de la microstructure dans les soudures d’acier inoxydable duplex 2205 traitées thermiquement. L’analyse microstructurale a montré que la ZAT est caractérisée par une forte teneur en ferrite alors que le centre du métal fondu contient plus d’austénite. Les traitements thermiques effectués dans le domaine 800-1000°C ont causé la précipitation de la phase σ et des carbures de chrome M23C6 aux interfaces γ / δ qui sont les sites privilégiés de germination. Au-delà de 1050°C la fraction volumique de la ferrite augmente avec la température. Les propriétés mécaniques optimales du joint soudé sont obtenues suite à un traitement d’hypertrempe à 1050 °C pendant 1h. Le passage de la température d’hypertrempe de 1050 à 1250 °C retarde la précipitation de la phase σ et favorise celle de l’austénite secondaire γ2. L’étude de la cinétique de précipitation de la phase σ dans les différentes zones de la soudure montre que celle-ci suit le modèle modifié de JMA. Les résultats obtenus montrent une dépendance significative de la précipitation phase σ par rapport à la température d’hypertrempe. L’analyse par EBSD de la texture cristallographique du métal fondu a permis de déterminer la relation d’orientation exacte entre l’austénite et la ferrite comme étant une rotation de 44. 2° autour d’un axe <0. 16, 0. 16, 0. 97>. La texture du métal de base reste quasiment stable suite à l’opération de soudage et aux traitements thermiques effectués au moment où une petite dispersion vient perturber légèrement la relation d’orientation dans le métal fondu.


  • Résumé

    This work deals with the study of the texture and microstructure evolution during welding and subsequent annealing treatment of 2205 duplex stainless steel. Microstructural examination showed the presence of higher ferrite amount in the heat affected zone (HAZ), while higher amount of austenite was recorded in the centre region of the weld metal. Annealing treatment at temperature range of 800-1000°C resulted in a precipitation of σ phase and M23C6 chromium carbides at the γ/δ interfaces that were found as preferential precipitation sites. Above 1050 °C, the volume fraction of δ ferrite increases with annealing temperature. Optimal mechanical properties and accepted γ/δ ratio throughout the weld regions corresponds to annealing at 1050 °C. Aging at 850 °C after solution treatment showed that increasing the solution treatment temperature from 1050 to 1250°C delays the σ phase formation and favours the precipitation of intragranular secondary austenite γ2. The simulation of the σ phase precipitation kinetic in the base metal, HAZ and weld metal indicates a good agreement between the experimental fitted data and the modified J. M. A model. The results indicate also a marked sensitivity of the σ phase precipitation kinetic to the solution treatment temperature. Texture analysis using EBSD technique led to determine the exact orientation relationship between austenite and ferrite in the weld metal as a 44. 2 rotation around <0. 16, 0. 16, 0. 97> axis. While no major change was observed in the HAZ and base metal texture, some scatter of the orientation relationship determined in the base metal was registered after annealing at 1250°C because of the grain morphological change.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (158 f.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 148-158

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  • Bibliothèque : Université Paris 13 (Villetaneuse, Seine-Saint-Denis). Bibliothèque universitaire. Section Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TH 2008 004
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