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Étude de la déformation plastique des oligocristaux et des monocristaux basée sur des mesures de champs cinématiques et thermiques

type de publication      thèse de doctorat
date de publication 16-07-2014
auteur(s) Wang Xiaogang
jury E. Charkaluk, P. Dufrenoy, A. El Bartali, J.F. Witz, H. Pron, L. Vincent, X. Feaugas, P. Villechaise
école Université de Lille 1
  
résumé La déformation plastique des métaux est un processus d’évolution de la microstructure, qui est généralement accompagné d’écrouissage/adoucissement, de localisation de la déformation et de dissipation thermique. Cette étude examine ces phénomènes sur la base de mesures de champs cinématiques et thermiques en utilisant des éprouvettes oligo- et monocristallines pour profiter de leurs structures simples.
Dans un premier temps, la métrologie associée à ces deux méthodes de mesures (la Corrélation d’Images Numériques et la Thermographie Infrarouge) est présentée. Ensuite, les deux techniques sont couplées à la fois dans l’espace et dans le temps en vue de suivre les évolutions de la déformation et de la température de chaque point matériel lors de la déformation de l’éprouvette (Thermographie Lagrangienne). Cette mesure couplée cinématique-thermique a ensuite été mise en œuvre lors d’essais de traction sur des oligocristaux d’aluminium et sur monocristaux de nickel, et les résultats sont analysés en lien avec leurs structures cristallographiques respectives.
Le premier phénomène constaté est l’apparition, durant l’essai, de déformations hors-plan notables à l’échelle de la microstructure. Cette effet modifie l’émissivité apparente de l’éprouvette ce qui perturbe les mesures thermiques à l’échelle locale. Ce point a été démontré par la présence d’une corrélation entre l’émissivité et le relief apparu en surface. Le second phénomène est l’apparition de bandes de déformation durant les essais sur les monocristaux de nickel. Les mesures cinématiques ont alors nécessité le développement d’une approche de projection basée sur la cristallographie qui permet une bonne évaluation de l’évolution du champ de déformation. Les hétérogénéités de déformation sont étroitement liées aux activations du glissement selon trois régimes distinctifs bien déterminés. Les trois régimes de déformation présentent une corrélation biunivoque aux trois stades classiques d’écrouissage. Leurs liens intrinsèques sont interprétés dans le cadre de la théorie des dislocations, et cette interprétation est en bon accord avec l’évolution des structures de dislocations.
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