Etude des mécanismes de transition volume/surface du comportement mécanique d'un alliage Ni20Cr

par Mathieu Rudloff

Thèse de doctorat en Mécanique avancée

Sous la direction de Eric Hug et de Marion Risbet-Voitot.

Soutenue en 2010

à Compiègne .


  • Résumé

    Le comportement mécanique d'un alliage nickel-chrome (Ni2OCr) a été étudié en fonction du nombre de grains dans l'épaisseur, et dans une moindre mesure de l'épaisseur, à l'aide d'essais mécanique statiques à température ambiante ainsi que d'observations en microscopie électronique à transmission (MET). L'objectif principal est de caractériser les mécanismes à l'origine de la transition volume/surface du comportement mécanique observée. Une première série d'échantillons est d'épaisseur constante (1,6 mm) mais de diamètre moyen de grains variable. L'hypothèse de l'influence du nombre de grains dans l'épaisseur qui se dégage des observations effectuées est examinée à l'aide d'une seconde série d'échantillons d'épaisseur variable (125 mm et 250 mm). Les microstructures des deux séries sont par ailleurs caractérisées par EBSD et MEB démontrant leur similitude. Il ressort que la réduction du nombre de grains dans l'épaisseur en deçà d'un seuil critique, indépendamment de la série, conduit à une modification notable des caractéristiques du glissement plastique ainsi que des contraintes internes. Le comportement mécanique n'est plus alors poly cristallin mais multi cristallin voire quasi-monocristallin pour les très faibles nombres de grains dans l'épaisseur. L'émergence d'effets de surfaces pourrait expliquer ce phénomène. Parallèlement, compte tenu du caractère technologique du matériau étudié, quelques essais mécaniques en température (traction, fluage) ont été réalisés à la lumière des résultats précédents.

  • Titre traduit

    Study of microstructural effects on mechanical behaviour of a nickel alloy Ni20Cr


  • Résumé

    The mechanical behaviour of a nickel alloy (Ni2OCr) is studied considering the number of grains across the thickness and to some extend the thickness itself. To this end, static mechanical tests at ambient temperature are conducted as well as transmission electronic microscopy (TEM). Characterizing the mechanisms which lead to the volume/surface transition of the mechanical behavior is the primary goal of the study. A first set of specimens characterized by a constant thickness (1,6 mm) and a variable mean grain diameter is used. Thereafter, a second set whose thickness differs (125 um and 250 um) is used to support the idea previously underlined: the number of grains across the thickness modifies the mechanical behavior. That is said taking into account that observations by EBSD and SEM show similàr microstructure on the different sets. It appears that decreasing the number of grains across the thickness below a critical value modifies the plastic stress characteristic and long-range backstress on each set. Thus, it can be considered that this critical value defines the border between classic polycrystalline and multicristalline behavior. It is also noted that a quasi-single cristal behavior tends to arise should the number of grains across the thickness be decreased even more. Raising of surface effect could be an explanation for such phenomenon’s. Taking into account the technological interest of the studied alloy and the previous results, some mechanical tests in temperature (traction, creep) were also conducted.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (197 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 132 réf.

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  • Bibliothèque : Université de Technologie de Compiègne. Service Commun de la Documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2010 RUD 1866
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