Nouveau procédé d'hyperdéformation pour les tubes

par Mandana Arzaghi

Thèse de doctorat en Sciences des matériaux

Sous la direction de László S. Toth et de Roxane Arruffat-Massion.

Le président du jury était Bert Verlinden.

Le jury était composé de Olivier Bouaziz, Jean-Jacques Fundenberger, Edgar Rauch.


  • Résumé

    La nouvelle technique d'hyperdéformation nommée High Pressure Tube Twisting (HPTT), est un procédé continu d'affinement du grain pour les matériaux métalliques avec la géométrie tubulaire. Il consiste à placer un mandrin dans le tube avant d'appliquer une compression axiale directement sur le tube confiné des deux côtés pour produire une pression hydrostatique importante. Le tube est ensuite cisaillé par un couple externe à l'aide de la force de frottement généré par la pression hydrostatique. Les structures ultrafines produit avec HPTT ont été confirmés par MET et leur propriétés mécaniques ont été évaluées. La limite d'élasticité est augmentée de façon monotone avec la déformation imposée par HPTT. L'évolution de la microstructure est étudiée par la technique EBSD et les mesures de texture ont été réalisées avec des rayons X. Les échantillons déformés ont la texture de cisaillement simple, avec des intensités relativement faibles et l'effet de la texture initiale sur la texture finale persiste jusqu'à un cisaillement de 6. La distribution des désorientations entre les grains est bimodale et le second pic augmente avec la déformation. Application industrielle de cette nouvelle technique SPD exige la modélisation avancée en termes d'évolution de texture et le processus de fragmentation des grains. Dans ce but, le nouveau modèle de fragmentation du grain proposé par Toth et al. a été utilisée. L'affinement du grain améliore les résultats de simulation texture de façon significative et donne des informations complémentaires sur la distribution et la taille moyenne des grains, et la distribution de désorientation qui peut être directement comparés aux résultats expérimentaux

  • Titre traduit

    New severe plastic deformation process for tubes


  • Résumé

    The new severe plastic deformation (SPD) technique, designated as high pressure tube twisting (HPTT), is a continuous process for grain refinement in bulk metallic materials with tubular geometry. It consists of placing a mandrel into the tube before applying an axial compression directly on the tube confined on both sides to produce high hydrostatic pressure. The tube is then twisted by an external torque with the help of the friction force genrated by the hydrostatic pressure. The ultra-fine grained structures produced with HPTT were confirmed using transmission electron microscopy and their microstructure and mechanical properties were evaluated. The value of yield stress is increased monotonically with the deformation imposed by HPTT. Meanwhile, the inverse deformation path is proved to be less advantageous. Microstructural evolution is studied by EBSD technique and texture measurements were carried out using X-ray. Deformed samples have simple shear texture with relatively low intensities and the effect of the initial texture on the final texture persists up to shear strain of nearly 6. Grain-to-grain misorientation distribution functions are bimodal and the second pick become higher with increasing strain. Industrial application of this new SPD technique requires advanced modelling in terms of texture evolution and grain fragmentation process. For this purpose, the new grain refinement model proposed by Toth and al. was used. Grain refinement improves the texture simulation results significantly and gives information on the average grain size, grain size distribution and misorientation distribution function that can be directly compared to experimental results

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