Les mécanismes de déformation d'un acier TWIP FeMnC : une étude par diffraction des rayons X

par Jean-Louis Collet

Thèse de doctorat en Matériaux, mécanique, génie civil, et électrochimie

Sous la direction de Françoise Bley et de Alexis Deschamps.

Soutenue en 2009

à Grenoble, INPG .


  • Résumé

    Les mécanismes de déformation des aciers TWIP austénitiques Fe22Mn0. 6C ont été étudiés par une analyse quantitative des profils des pics de diffraction aux rayons X. Les densités de dislocations et les probabilités de fautes d'empilement ont été déterminées en utilisant respectivement le modèle de Wilkens et la théorie de Warren. Cette approche de l'analyse des profils de raie a été modifiée pour prendre en compte l'effet des empilements de dislocations provoqués par le glissement planaire de celles-ci dans les métaux CFC à faible énergie de faute d'empilement. L'analyse quantitative du champ de contrainte moyen en tête des empilements de dislocations montre que celui-ci est égal au back-stress dans ces matériaux, ce qui nous a permis une mesure non destructive de celui-ci. Les résultats de cette méthode ont été confirmés à l'aide de l'indexation automatique de clichés de diffraction en microscopie électronique et de densités de dislocations mesurées par variation de la masse volumique issues de la littérature. Cette méthode a également été appliquée avec succès sur un échantillon standard, en l'occurrence un monocristal de cuivre. Nous avons confirmé que les mécanismes de déformation des aciers Fe22Mn0. 6C, basés principalement sur la formation de martensite à très basse température, laissent place à un maclage intense à température ambiante puis au seul glissement des dislocations à haute température. L'analyse quantitative que nous avons développée a été également appliquée à des aciers TWIP Fe22Mn0. 6C restaurés. La comparaison des mesures de densités de dislocations et du back-stress avec l'évolution de la contrainte d'écoulement durant le traitement thermique démontre clairement que le durcissement induit par le maclage n'est pas identifiable au back-stress.


  • Résumé

    The deformation mechanisms of austenitic Fe22Mn0. 6C TWIP steels have been investigated using a quantitative X-ray diffraction peak profile analysis. The dislocation densities and the stacking fault probabilities have been determined using the Wilkens model and the Warren theory respectively. This approach of peak profile analysis has been modified in order to take into account the effect of dislocation pile-ups due to the planar glide of dislocations that occurs in such low stacking fault energy FCC metals. The quantitative analysis of the average strain field at the head of dislocation pile-ups has demonstrated that the strong back-stress effect, in these materials, is directly linked to it. The results of this method have been confirmed by automatic indexing of electron diffraction patterns and by dislocation densities of the literature measured with physical density variation. This method has also been applied successfully on a model copper single crystal. We have confirmed that the deformation mechanisms of Fe22Mn0. 6C steels shift from the formation of martensite at very low temperature, to twinning around room temperature and dislocation glide at higher temperatures. The developed quantitative analysis has also been applied on recovered Fe22Mn0. 6C TWIP steels. The comparison of measured dislocation densities and back-stress with the flow stress evolution during thermal treatment clearly demonstrate that the hardening due to twinning is not equivalent to the back-stress.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (242 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr.160 réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS09/INPG/0018/D
  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible sous forme de reproduction pour le PEB
  • Cote : TS09/INPG/0018
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.