Thèse soutenue

Caractéristiques displacives de la transformation de phase de β en α et ses conséquences sur le comportement en déformation à chaud dans l'alliage métastable β Ti-7333
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Auteur / Autrice : Ke Hua
Direction : Yudong ZhangJinshan LiHongchao KouWeimin Gan
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences des matériaux
Date : Soutenance le 15/06/2019
Etablissement(s) : Université de Lorraine en cotutelle avec Northwestern Polytechnical University (Chine)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale C2MP - Chimie mécanique matériaux physique (Lorraine)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Etude des Microstructures et de Mécanique des Matériaux (Metz)
Jury : Président / Présidente : Anthony Rollett
Examinateurs / Examinatrices : Yudong Zhang, Jinshan Li, Hongchao Kou, Weimin Gan, Rui Yang, Benoît Appolaire, Yongqing Zhao
Rapporteurs / Rapporteuses : Anthony Rollett, Rui Yang

Résumé

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Une étude approfondie a été menée sur l’alliage Ti-7333 en termes de transformation de phase β en α. Il a été montré que la transformation de la structure est réalisée par une contraction dans<1"1" ̅"2" ̅>β, un allongement dans <"1" ̅1"1" ̅>β et <110>β, et un cisaillement sur le système de glissement{1"1" ̅"2" ̅}β<"1" ̅1"1" ̅>β. Chaque précipité α est composé de deux types de domaines α de taille nanométrique. L'un est situé sur la face large du précipité α majeur (interface α), l'autre traverse le α majeur (α pénétrant). La nucléation de cet α est induite par la contrainte importante de cisaillement générée par la formation du α majeur. Le α pénétrant n'obéit pas au BOR avec la matrice β mais. La nucléation de cet α est induite par la plus grande contrainte normale générée par la formation de la plaque α principale. La sélection des variantes α lors de la déformation à chaud à 700 °C s'effectue en fonction de la perfection cristalline locale des grains β. Dans les grains β légèrement déformés, 2 variantes de BOR liées. Les variantes sélectionnées apportent une contribution maximale à la déformation macroscopique et subissent la contrainte de cisaillement résolue maximale de la charge externe résolue sur leurs systèmes de transformation {1"1" ̅"2" ̅}β<"1" ̅1"1" ̅>β. Dans les grains β fortement déformés occupés principalement par des bandes de glissement, 2 à 4 variantes de BOR sont sélectionnées. Le critère de sélection est toujours respecté mais avec une restriction de la déformation locale. Le comportement en déformation lors de la compression à 700 °C présente trois stades contraintes-déformations caractéristiques : un stade linéaire (stade I), un stade d’écoulement discontinu (stade II) et un stade stable (stade III). À la fin du stade I, plus de 90% des joints de grains β sont occupés par des joints de grains α (αGB). Le rendement discontinu du stade II provient de la fragmentation de αGB et de la formation intensive de dislocations mobiles près des joints de grains β. L'état d'équilibre du stade III résulte de deux modes de déformation. Pour ceux dont l'orientation d'activation est favorable pour leurs systèmes {110}β<1"1" ̅1>β par rapport à la charge de compression, la déformation est réalisée par le glissement de dislocation et par la formation de bandes de glissement; alors que pour ceux avec leur {1"1" ̅"2" ̅}β<"1" ̅1"1" ̅>β systèmes - le système de transformation de β à α - dans des orientations favorables, la déformation est obtenue par formation intensive de précipités α intragranulaires.