Effet de la nanostructuration sur le comportement thermomécanique du Nitinol

par Assia Gasmi

Projet de thèse en Mécanique et Génie Civil

Sous la direction de Bertrand Wattrisse, Laurent Waltz et de Jean-michel Muracciole.

Thèses en préparation à Montpellier , dans le cadre de École Doctorale Information, Structures, Systèmes , en partenariat avec LMGC - Laboratoire de Mécanique et Génie Civil (laboratoire) et de Thermomécanique de matériaux (Thm2) (equipe de recherche) depuis le 26-10-2020 .


  • Résumé

    Les procédés de déformation plastique sévère, communément appelés procédés SPD (Severe Plastic Deformation), entraînent un raffinement microstructural des matériaux métalliques pouvant aisément atteindre le régime sub-micrométrique (taille de grains < 500 nm). De nombreuses études ont montré qu'une conséquence directe de ce raffinement microstructural est une très nette amélioration des propriétés mécaniques des matériaux polycristallins en accord avec la loi de Hall-Petch, ce qui s'avère être très intéressant pour l'élaboration de pièces structurelles. Même si le lien entre le niveau de raffinement microstructural et l'amélioration des propriétés mécaniques a été largement étudié pour les métaux conventionnels, plus rares sont les études portant sur l'évolution du comportement thermo-mécanique de ces matériaux, et encore moins des Alliages à Mémoire de Forme (AMF). Le défi actuel est donc d'analyser l'effet des procédés de nanostructuration par déformation plastique sévère sur la microstructure des AMF et de faire le lien entre un état microstructural et le comportement thermomécanique associé. Les questionnements au coeur de cette étude sont : - Quel est l'effet du procédé SPD sur la microstructure de l'AMF - Stabilité de la microstructure en température - Quel est le lien entre une taille de grain moyenne caractérisant la microstructure et le comportement thermo-mécanique de l'AMF sous sollicitation statique et cyclique.

  • Titre traduit

    Nanostructuration effect on the thermomechanical behavior of Nitinol


  • Résumé

    Severe Plastic Deformation Processes (so called SPD processes), lead to grain size refinement of metallic materials that can easily reach the sub-micrometer regime (grain size < 500 nm). Numerous studies have shown that a direct consequence of this microstructural refinement is an improvement of the mechanical properties of polycrystalline materials in accordance with the well-known Hall-Petch law [1-4]. Even if the link between the mean grain size of a microstructure and the improvement of mechanical properties has been widely studied for conventional metals, very few studies have been carried out on the evolution of the thermo-mechanical behaviour of such materials and even fewer on Shape Memory Alloys (SMA). Therefore, the current challenge is to analyse the effect of SPD nanostructuration processes on the microstructure of Shape Memory Alloys and to assess the evolution of the thermo-mechanical properties induced by the microstructure refinement. The fundamental questions at the heart of this study are: - What is the effect of the SPD process on the microstructure of SMA? - Stability of the microstructure - What is the relationship between an average grain size characterizing the microstructure and the thermo-mechanical behaviour of SMA under static and cyclic loading.