Mécanosynthèse d'acier ferritique O. D. S : paramètres du procédé et microstructure du matériau

par Martine Grardel Bodart

Thèse de doctorat en Science et Génie des matériaux

Sous la direction de François Louchet.

Soutenue en 1994

à Grenoble INPG .

mots clés

• Sciences appliquees
• Metaux, metallurgie
• Alliage mecanique
• Metallurgie poudre
• Metal renforce dispersion
• Acier ferritique
• Microstructure
• Yttrium oxyde
• Procede fabrication
• Propriete mecanique
• Broyage poudre
• Acier ods
• Tec
• Mechanical alloying
• Powder metallurgy
• Dispersion strengthened metal
• Ferritic steel
• Microstructure
• Yttrium oxide
• Manufacturing process
• Mechanical properties
• Powder grinding

Résumé

Dans le cadre des etudes sur les reacteurs a neutrons rapides, les aciers ferritiques renforces par dispersion d'oxydes (o. D. S. ) sont etudies en remplacement des aciers austenitiques. Ces alliages sont elabores en metallurgie des poudres par le procede de mecanosynthese qui consiste en un cobroyage de poudres metalliques et de poudres d'oxyde d'yttrium y#2o#3 pour obtenir une dispersion renforcante nanometrique. Cette etude a pour objectif d'ameliorer la connaissance de ce procede applique a l'elaboration de poudre d'acier ferritique o. D. S. : elle se divise en deux parties: procede et materiau. Les connaissances actuelles de la physique du broyage ont permis de conclure a l'existence d'un regime stationnaire qui depend de l'intensite des chocs. Nous avons montre que l'efficacite du broyage depend egalement du comportement de la poudre vis-a-vis de ces chocs. Ainsi, a travers une etude de la cinematique des billes et de la poudre dans un broyeur a boulets, nous avons montre qu'il est necessaire, pour optimiser le procede, de faire coincider les regions du broyeur pour lesquelles les chocs sont energetiques avec celles ou la densite de poudre est elevee. A cette fin, des parametres operatoires ont ete fixes et des modifications de geometrie proposees. Dans la meme optique, nous avons etudie l'influence de la densite volumique de poudre dans l'enceinte de broyage d'un boyeur vibrant type spex 8000, sur l'efficacite des collisions. En utilisant ces resultats, nous avons etudie l'elaboration d'un acier par mecanosynthese en attriteur et en broyeur a boulets a partir des poudres elementaires. L'evolution de la microstructure lors du broyage observee en drx et en microscopie electronique en transmission (met) sur coupes ultramicrotomiques a permis de fixer une duree de broyage conduisant a un materiau allie. Une dispersion de particules nanometriques a ete observee par met sur des repliques extractives. Des essais mecaniques en traction ont permis de verifier les proprietes du materiau elabore par comparaison avec la nuance inco correspondante

Titre traduit

Mechanical alloying of o. D. S. Ferritic steel: process parameters and microstructure of the mechanically alloyed material

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