Bibliographie & annexes
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NOTE DE L'ÉDITEUR
Cet article est la réédition actualisée de l’article M605 intitulé « Texture et anisotropie des matériaux » paru en 1997, rédigé par Hans-Joachim Bunge et Claude Esling.
RÉSUMÉ
Les matériaux polycristallins industriels possèdent une texture cristallographique. Cet article étudie les propriétés des matériaux polycristallins comme des moyennes sur les matériaux monocristallins, calculées avec la fonction de texture. En élasticité, il expose les modèles de Voigt, Reuss, Hill et en plasticité, le classique modèle de Taylor full constraint qui suppose que la déformation plastique locale est égale à la déformation plastique moyenne. Les améliorations par la relaxation partielle de cette condition, ie. relaxed constraint, sont mentionnées. Y est illustrée l'application de la simulation des textures de déformation à la prédiction du comportement de tôles en emboutissage.
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Claude ESLING : Professeur émérite à l’Université de Lorraine - Laboratoire d’Étude des Microstructures et de Mécanique des Matériaux & Laboratoire d’Excellence DAMAS, Université de Lorraine, Metz, France
INTRODUCTION
Cet article termine une série de trois consacrés aux textures cristallographiques dans les matériaux polycristallins. Après l'article sur les techniques et méthodes de la description des textures [M 3 040], celui sur les mécanismes de formation des textures [M 3 041], celui-ci vise à étudier les propriétés des matériaux possédant une texture cristallographique. La texture, de même que d’autres paramètres structuraux, comme par exemple les joints de grains, peut fortement influencer les propriétés des matériaux polycristallins. En fait, les propriétés des matériaux dépendent de multiples paramètres, tels que la structure cristalline, la composition chimique des phases, l’orientation cristalline et les défauts de réseau. Cet article ne traite que de l’influence de l’orientation cristalline sur les propriétés des matériaux, c’est-à-dire de l'effet dû à la texture et aux grandeurs texturales d’ordre élevé, les autres influences possibles étant considérées comme acquises. L’orientation cristalline influence les propriétés des matériaux via l’anisotropie cristalline : dépendance des propriétés par rapport à la direction cristallographique. Les industriels sont intéressés notamment par les propriétés mécaniques qui déterminent le comportement lors de la mise en forme et la tenue en service. Or, les propriétés des matériaux polycristallins ne sont pas les simples moyennes arithmétiques des propriétés des monocristaux. Les grains monocristallins, qui sont les constituants élémentaires du matériau, ne sont pas indépendants les uns des autres, mais au contraire corrélés par l'ensemble de l'édifice polycristallin. La propriété physique moyenne inclut toutes les influences liées à la structure de l'édifice polycristallin.
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MOTS-CLÉS
texture crystallographique grandeurs physiques anisotropie élastique plasticité polycristalline
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Accueil > Ressources documentaires > Matériaux > Mise en forme des métaux et fonderie > Mise en forme des métaux : aspects rhéologiques et métallurgiques > Texture et anisotropie des matériaux polycristallins - Propriétés des matériaux texturés > Optimisation des microstructures et des propriétés par application de champs magnétiques
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3. Optimisation des microstructures et des propriétés par application de champs magnétiques
De nombreux travaux expérimentaux et théoriques récents, effectués sur différents types de matériaux structuraux et fonctionnels, ont étudié l'application de champ magnétique au cours des différentes étapes de l'élaboration de ces matériaux. L'application d'un champ magnétique a démontré un grand potentiel et un avantage unique en tant que « traitement sans contact » pour le contrôle de la microstructure et des propriétés, irremplaçable par tout autre procédé de traitement existant. On a constaté que le contrôle de la solidification, de la croissance et de la texture des matériaux sous champ magnétique était applicable à tous les matériaux métalliques, qu'ils soient ferromagnétiques ou non. La solidification et la croissance des grains, qui sont contrôlées par la migration des joints de grains, sont fortement affectées par l'application de champ magnétique. Les changements de phases et les traitements thermomécaniques ultérieurs peuvent également être contrôlés par ingénierie sous champ magnétique. Un champ magnétique statique élevé peut induire une force d'aimantation agissant sur les cristaux formés pendant la solidification des alliages métalliques en raison de leur anisotropie magnétocristalline. Cette force d'aimantation peut induire une rotation des cristaux et provoquer un alignement cristallographique et modifier ainsi la texture des alliages métalliques. Une telle modification de la texture peut améliorer certaines propriétés des alliages, telles que l'anisotropie mécanique et électrique. Cette nouvelle discipline de métallurgie sous champ magnétique est devenue tellement vaste qu'elle mérite un article spécifique. À simple titre d'illustration des possibilités, nous nous limitons à deux exemples choisis au début de la chaîne d'élaboration. Il s'agit de la modification de microstructure et texture de solidification de deux alliages métalliques, en l'occurence Al-3,3%Fe (en poids) ...
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Optimisation des microstructures et des propriétés par application de champs magnétiques
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BUNGE (H.J.) - Texture analysis in materials science. - Mathematical Methods (1982). Butterworth London, 593 p., 2nd Ed., Cuvillier-Verlag Göttingen (1993).
-
(2) - BUNGE (H.J.), ESLING (C.) (Eds) - Quantitative texture analysis. - 1982 DGM Informationgesellschaft-Verlag Oberusel. 551 p. 2nd Ed. (1986).
-
(3) - BUNGE (H.J.), ESLING (C.) (Eds) - Advances and applications of quantitative texture analysis. - DGM Informationgesellschaft-Verlag Oberusel. 308 p. (1991).
-
(4) - NYE (J.F.) - Physical Properties of Crystals : Their Representation by Tensors and Matrices. - Clarendon Press, Oxford, 329 p. (1985).
-
(5) - ZUO (L.), HUMBERT (M.), ESLING (C.) - J. Appl. Crystallogr.. - 25, 751 (1992).
-
(6) - KRÖNER (E.) - Statistical...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
DAHLEM-KLEIN (E.), KLEIN (H.) et PARK (N.J.). 1 avenue system : ODF Analysis, Cuvillier-Verlag Göttingen, 109 p. (1993).
PARK (N.J.), KLEIN (H.) et DAHLEM-KLEIN (E.). 1 avenue system : physical properties of textured materials. Cuvillier-Verlag Göttingen, 150 p. (1993).
SCHAEBEN et al. A MATLAB Toolbox for Quantitative Texture Analysis, Boîte à outils MATLAB pour l’analyse quantitative des textures, développée par H. SCHAEBEN et al., TU Freiberg, Allemagne
http://mtex-toolbox.github.io/
MAUD est l’acronyme pour Material Analysis Using Diffraction, code général d’analyse de diffraction/réflectivité basé en partie sur les méthodes de Rietveld
http://maud.radiographema.com/
BEARTEX est l’acronyme pour Berkeley Texture Package, ensemble de programmes pour l’analyse quantitative des textures basé sur Windows.
http://www.ecole.ensicaen.fr/∼chateign/qta/beartex/
Logiciel d’analyse de texture à partir de la méthode...
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