Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique

Centre de Recherche
en Technologies Industrielles CRTI

crti

Equipe 17 : Texture-Microstructure-Proprietes

Chef d'équipe :

Directeur de Recherche

Membres d'équipe :

Attaché de Recherche
Attaché de Recherche
Maitre de Recherche Classe « B »

Projet de l'équipe :

1- Microstructure et anisotropie du comportement mécanique lors des procédés de fabrication des alliages métalliques.
Application au soudage TIG et au soudage par friction malaxage 2016-2018


Les transformations micro-structurales induites par les procédés de fabrication (soudage, formage) constituent un critère important qui conditionne l’utilisation industrielle des alliages métalliques. En effet, la connaissance des phases stables à une température et une pression données et leurs évolutions en fonction du temps et de la température permet d’optimiser leur exploitation. De plus, les morphologies des différentes phases influent sur le comportement et les propriétés de ces alliages. Toutes ces préoccupations sont rencontrées dans le procédé de soudage TIG où des cycles thermiques sont imposés à l’alliage. Ainsi, la compréhension et la caractérisation de ces changements de phases permettent d’optimiser leur utilisation et de proposer des modèles mathématiques qui permettent de prédire les évolutions micro-structurales et les variations dans les propriétés qui en découlent. Dans ce contexte, l’étude des cinétiques de changement de phase est prévue en utilisant des approches basées sur le modèle de Johnson-Mehl-Avrami. Les développements théoriques envisagés permettront d’apporter des améliorations sur plusieurs facteurs de la théorie de germination – croissance, allant de l’expression donnant l’enthalpie libre de transformation à la prise en compte des effets de capillarité (effet Gibbs – Thomson) et de l’empiètement passant par l’introduction de la direction (ou ligne) invariante dans le modèle de croissance. Par ailleurs, l’effet d’une déformation mécanique sur les cinétiques de changement de phase sera étudié. L’approche citée précédemment sera complétée par une étude des textures cristallographiques induites par le procédé de fabrication. Des données telles que la fonction de distribution des orientations cristallines, les relations d'orientation locales entre phases, la corrélation entre orientation cristalline et morphologie granulaire sont primordiales pour une meilleur compréhension des propriétés du matériau. Dans le cas des alliages de titane biphasé où les microstructures résultantes des traitements thermomécaniques sont très diverses, la connaissance des mécanismes de formation de la phase , de sa texture, de l’orientation de ses grains par rapport à ceux de la phase  en fonction des conditions de traitement thermomécanique et de la composition chimique est une étape importante dans une démarche prédictive du comportement de ces alliages. L’accent peut être mis aussi sur l’étude des transformations induites par les cycles thermiques de soudage ; ici les microstructures sont résultante à la fois de la solidification et de transformation (dans le bain de fusion) et des transformations à l’état solide (dans la zone affectée par la chaleur). Dans la zone de liaison (limite entre la zone affectée par la chaleur et la zone solidifiée), qui présente une zone à risque dans les soudures, il est très important de connaître la relation d’orientation entre un ancien grain du matériau de base et un grain d’une nouvelle phase formé dans le métal fondu. Cette approche fournira plusieurs informations concernant :
  • les relations d'orientation entre phase mère et phase fille, mais aussi entre phases filles.
  • les relations entre morphologie et cristallographie des phases (direction de croissance de grains de solidification, orientation des interfaces entre phases...).
  • la texture globale : celle d'une phase fille après transformation, celle aussi de la phase mère. qu'on peut, dans certains cas, reconstruire à partir de données EBSD sur la phase fille.
Les matériaux qui feront l’objet de cette étude sont :
  • Les alliages de titane aéronautique.
  • Les aciers inoxydables.
  • Les alliages de nickel.

Productions scientifiques :

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