Contribution à l'étude de l'instabilité de déformation plastique dans les cristaux cubiques à faces centrées

par Khalid Zhani

Thèse de doctorat en Sciences et génie des matériaux

Sous la direction de Michel Darrieulat.


  • Résumé

    La thèse concerne des mono- et des polycristaux déformés en channel-die. Les hétérogénéités de déformation plastique sont étudiées à l’échelle mésoscopique (longueur caractéristique : 100 micrométre ). Trois techniques spécifiques sont utilisées :des grilles de carbone transférables, qui sont appliquées sur le côté de l’éprouvette et suivent sa surface jusqu’à des déformations élevées: pour la de��formation globale, beaucoup plus localement, - des microfoyers rayons X, technique lente mais fort efficace qui fonctionne sur les métaux légers, fortement écrouis et qui n’oblige pas à repolir entre deux observations, - la méthode de grille pour l’analyse des images numériques, dans une version initialement développée à Saint-Etienne et adaptée aux grandes déformations pour le présent travail. Une typologie de onze orientations cristallographiques est présentée. A l’échelle mésoscopique, elle montre des hétérogénéités intrinsèques (dues au matériau lui-même) et d’autres extrinsèques, provoquées par le contact avec l’enclume et le poinçon. BeaucBeaucoup de ces hétérogénéités prennent la forme de bandes de déformation qui s’initient aux coins de l’éprouvette, et induisent des cisaillements dans le plan de compression. Les parts respectives prises dans la rotation de corps solide de l’éprouvette par la rotation cristalline et par la rotation due à l’activité des systèmes de glissement varient fortement selon les orientations. Les calculs théoriques comprennent un modèle de déformation phénoménologique du monocristal basé sur une approximation polynomiale de la surface d’écoulement. Dans les limites de l’analyse homogène de la déformation des éprouvettes, il rend compte de la rotation des monocristaux en compression par channel-die et il a été introduit dans un critère de bifurcation.

  • Titre traduit

    Contribution to the study of the instability of plastic deformation in fcc crystals


  • Résumé

    The Ph. D. Deals about single and poly-crystals of aluminium compressed in channel-die. The heterogeneities of the plastic deformation are studied at the mesoscopic scale (characteristic length: 100 micrometre). Three specific techniques are used:- fiducial carbon grids which are transferred on to the side of the test-piece and follow its surface up to high strains: global strain beyond , localized ones much higher, - microfocus X-ray analysis, a slow but most efficient technique which works on light, heavily strained metals and needs no polishing of the test-piece between two steps of deformation,- grid method for the analysis of digital images, in a version initially developed in Saint-Etienne for elasticity and extended to large strains for this study. A typology of the heterogeneities specific to each of 11 crystallographic orientations is presented. At the mesoscopic scale, it puts in evidence material instabilities along with extrinsic ones, due to the contact with the die and the indenter. Most heterogeneities take the form of deformation bands initiating at the corners of the sample, and cause shear in the plane of compression. The respective parts played by the crystal lattice rotation and by the rotation due to the glide of the slip systems in the global material rotation are found contrasted according to the orientations. Theoretical calculations include a phenomenological model of deformation of the single crystal based on a polynomial approximation of the flow surface. Within the limits of the homogeneous analysis of the deformation of the test-pieces, it captures the rotation of crystals in channel-die compression and has been introduced into a bifurcation criterion.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (153 p.)
  • Annexes : Bibliogr.

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