Rupture des particules intermétalliques durant le laminage à chaud d'un alliage d'aluminium 5182

Particle break-up during hot rolling of 5182 Al alloy.

• Auteur / Autrice : Antoine Baldacci
• Direction : Julian Driver
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et génie des matériaux
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Saint-Etienne, EMSE
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université Jean Monnet (Saint-Étienne ; 1969-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rupture, Mécanique de la

Laminage

Aluminium -- Alliages

Mots clés libres

Aluminium alliage

Laminage à chaud

Rupture

Compression

Tomographie

Modélisation

Résumé

Durant le laminage à chaud de l'alliage d'aluminium 5182, les particules AlxFe et les particules Mg2Si se rompent et se redistribuent dans la matrice. Des micro-vides apparaissent par rupture de particules ou par décohésion de l'interface particule / matrice. Ainsi, l'étude de la rupture des particules intermétalliques et de la croissance de micro-vides a été abordée conjointement par une approche expérimentale et par une approche micro-mécanique. L'approche expérimentale a permis de décrire l'évolution du volume et de la forme des particules intermétalliques et des micro-vides contenues dans l'alliage d'aluminium 5182. Des formes types de particules ont été analysées par éléments finis. Les concentrations de contraintes dans une particule unique de forme non convexe noyée dans un solide déformé à chaud et les contraintes à l'interface entre une particule plus ou moins sphérique et un solide ont été étudiées par une approche micromécanique basée sur des calculs par éléments finis. Deux conclusions majeures se dégagent de ce travail de thèse. Premièrement, un modèle de rupture particulier à des particules non convexes a été mis en évidence. Deuxièmement, l'influence du traitement de réchauffage subit par le lingot semble être primordial sur la rupture des particules intermétalliques.

During the hot rolling of aluminium 5182 alloy, AlxFe and Mg2Si particles break up and are redistributed in the matrix. Microvoids appear by break-up of the particles or by decohesion of the particle/matrix interface. Thus, the study of the rupture of the intermetallic particles and the growth of microvoids was approached jointly by an experimental and a micromechanical approach. The experimental approach analysis the evolution of particle (and micro-void) volume and shape during hot plane strain compression of AA5182. The finite element analysis was concerned with the stress concentrations in single non convex particles embedded in a hot deformed AA5182 matrix submitted to straining in 3 dimensions. The stress concentrations in the particle and at the matrix/particle interface were analysed. Two major conclusions emerge from this thesis. Firstly, a model of break-up particular to non convex particles was highlighted. Secondly, the influence of the heat treatment submitted to the ingot seems to be of primary importance on the rupture of the intermetallic particles.