Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Cet article est consacré à la métallurgie en mise en forme par déformation à chaud. Après quelques notions sur le traitement thermodynamique, sont abordées successivement les déformations faibles ou modérées, puis les déformations élevées, ainsi que les évolutions de microstructure qui en découlent, notamment les recristallisations dynamiques continues et discontinues. Cette étude oblige à la définition de plusieurs paramètres, dont les potentiels des vitesses de déformation et des contraintes, et la présentation des lois de comportement empiriques et physiques. Pour finir, sont présentés les éléments de base permettant d’élaborer un modèle de recristallisation dynamique, accompagnés d'exemples de résultats spécifiques aux deux types de recristallisation.
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This article is dedicated to hot deformation metallurgy. After mentioning several notions on thermodynamic treatment, this article successively deals with low or moderate deformations and then high deformations as well as the resulting evolutions, notably the continuous and discontinuous dynamic recrystallizations. This study requires the definition of various parameters including the potentials for deformation speed and constraints as well as the presentation of the laws governing the empirical and physical behavior. Finally, the article presents the basic elements in order to elaborate a model of dynamic recrystallization illustrated by examples of results specific to the two types of recrystallization.
Auteur(s)
-
Frank MONTHEILLET : Directeur de recherche au CNRS - École nationale supérieure des mines de Saint-Étienne - Centre science des matériaux et des structures - Unité CNRS plasticité, endommagement et corrosion des matériaux
INTRODUCTION
La métallurgie en mise en forme fait l'objet de deux articles du même traité, où sont abordés respectivement les problèmes de déformation plastique à froid et à chaud, à l'exclusion des procédés impliquant un enlèvement de matière (usinage) et des divers types d'assemblage (soudure, collage, etc.). D'autre part, les questions relevant de la tribologie (frottement et lubrification, usure) ou de la thermique (auto-échauffement, transferts de chaleur métal-outil), d'une importance considérable dans l'analyse de la plupart des procédés, font l'objet d'articles séparés dans la base « Matériaux métalliques » : [M 3 002] à [M 3 005] et [M 3 012] à [M 3 013].
Le présent dossier est consacré à la mise en forme par déformation plastique à chaud. En ce qui concerne les généralités sur la métallurgie en mise en forme ainsi que la mise en forme à froid, on consultera l'article [M 3 030].
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Lois de comportement à chaud
En anglais
3. Déformations élevées
3.1 Recristallisations dynamiques continue et géométrique
Ci-dessus : Microstructure résultant de la recristallisation dynamique continue d'un alliage Al-Mg-Si (AA6060) déformé en torsion à 400 C et 0,1 s–1 jusqu'au régime stationnaire
[18]
Aux déformations très élevées (
), le processus de RDC conduit à une microstructure illustrée par la figure 7 (cf. également figure 6), dans laquelle les joints de grains sont représentés par des lignes noires et les sous-joints par des lignes grises. On considère qu'une interface entre deux cristaux est un sous-joint lorsqu'elle correspond à une désorientation θ < 15o et un joint pour θ > 15o. Contrairement aux sous-joints, les joints de grains ne sont plus décrits en termes de dislocations, mais relèvent de la théorie des réseaux de coïncidence. Pour caractériser une telle microstructure, on introduit le terme de cristallite, qui désigne dans un agrégat polycristallin une entité d'orientation cristalline uniforme et délimitée en partie par des joints de grains, en partie par des sous-joints. En revanche, on convient de réserver les termes de grains et de sous-grains à des éléments d'agrégats exclusivement délimités par des joints et des sous-joints, respectivement. Au cours de la déformation, une partie des sous-joints formés durant la phase d'écrouissage-restauration dynamique se transforment progressivement en joints en raison des rotations cristallines différentes des sous-grains adjacents. Cette création d'interfaces initialement à faible, puis à forte désorientation est illustrée par les histogrammes de la figure 8. Avant déformation (
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Déformations élevées
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MONTHEILLET (F.) - Métallurgie en mise en forme à froid. - Métallurgie en mise en forme à chaud[M 3 030] (2008).
-
(2) - FELDER (E.) - Procédés de mise en forme. Introduction. - [M 3 000] (2000).
-
(3) - FELDER (E.) - Plasticité en mise en forme. Rappels de base. Faits expérimentaux. - [M 3 002] (2007).
-
(4) - FELDER (E.) - Plasticité en mise en forme. Comportement rigide plastique. - [M 3 003] (2007).
-
(5) - FELDER (E.) - Plasticité en mise en forme. Métaux à froid. - [M 3 004] (2007).
-
(6) - FELDER (E.) - Plasticité en mise en forme. Métaux à chaud. - [M 3 005] (2007).
-
...
ANNEXES
###
Références
PERDRIX (Ch.) - PERRIN (M.Y.) - MONTHEILLET (F.) - Comportement mécanique et évolution structurale de l'aluminium au cours d'une déformation à chaud de grande amplitude. - Mém. Et. Sci. Rev. Métall., 78, p. 309-320 (1981).
JONAS (J.J.) - Dynamic recrystallization-scientific curiosity or industrial tool ? - Mat. Sci. Eng., A184, p. 155-165 (1994).
McQUEEN (H.J.) - JONAS (J.J.) - Recovery and recrystallization during high temperature deformation (Restauration et recristallisation au cours de la déformation à chaud). - In : Treatise on Materials Science and Technology, Plastic Deformation of Materials, Academic Press, vol. 6, p. 393-493 (1975).
HOLT (D.L.) - Dislocation cell formation in metals. - J. Appl. Phys., 41, p. 3197-3201 (1970).
MACKENZIE (J.K.) - Second paper on statistics associated with the random disorientation of cubes. - Biometrika, 45, p. 229-240 (1958).
SOLBERG (J.K.) - McQUEEN (H.J.) - RYUM (N.) - NES (E.) - Influence of ultra-high strains at elevated temperatures on the microstructure of aluminium. Part I. - Phil. Mag., A60, p. 447-471 (1989).
GOURDET (S.) - MONTHEILLET (F.) - An experimental study of the recrystallization mechanism during hot deformation of aluminium. - Mater. Sci. Eng., A283, p. 274-288 (2000).
SAKAI (T.) - JONAS (J.J.) - Dynamic recrystallization : mechanical and microstructural considerations. - Acta Metall., Overview no 35, 32, no 2, p. 189-209 (1984).
BLAZ (L.) - SAKAI (T.) - JONAS (J.J.) - Effect of initial grain size on dynamic recrystallization of copper. - Met. Sci., 17, p. 609-616 (1983).
LIM (S.M.) - DESRAYAUD (Ch.) - MONTHEILLET (F.) - Analysis of large strain hot torsion textures associated with «continuous» dynamic recrystallization. - J. Eng. Mater. Technol., 131 (011103), p. 1-8 (2009).
GAVARD (L.) - Recristallisation dynamique d'aciers inoxydables austénitiques de haute pureté....
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