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Mardi 2 février 2010, Réunion "Elaboration", Salle 102 du LPMTM.
Participants:
- Guy Dirras
- Noël Girodon-Boulandet
- Patrick Langlois
- Jean-Philippe Monchoux
- Jean-Pierre Michel
- David Tingaud
- Dominique Vrel
Le compte rendu de la réunion peut-être téléchargé
ici
Vendredi 15 janvier 2010, Réunion "Elaboration", Salle de Conférence du LIMHP.
Participants:
- Guy Dirras
- Nicolas Fagnon
- Noël Girodon-Boulandet
- Patrick Langlois
- David Tingaud
- Dominique Vrel
Problématique Scientifique
L'effet de l'affinement de la taille des grains est connu depuis plus de cinquante ans: la limite d'élasticité macroscopique de polycristaux métalliques varie linéairement avec l'inverse de la racine carrée de la taille des grains D, à vitesse de déformation constante. Ceci est connu sous le nom de loi de Hall-Petch1. En extrapolant à des matériaux à très petits grains (autour de 15nm), on s'attend à une augmentation de la résistance jusqu'à des valeurs proches des limites théoriques, ce qui a été observé dans diverses circonstances. Malheureusement, malgré la quantité d'articles publiés sur le sujet, il n'y a pas de reproductibilité complète du comportement mécanique d'échantillons obtenus par un mode d'élaboration donné, et la conception d'un matériau présentant à la fois une résistance et une ductilité élevées reste problématique. En effet, le contrôle et les connaissances actuelles de la microstructure de ces matériaux est loin d'être satisfaisante, ce qui a des conséquences importantes sur la fiabilité des différentes tentatives pour modéliser les processus qui contrôlent la déformation plastique dans ces matériaux. Ceci limite l'utilisation de matériaux tels que les composants structurels. C'est pourquoi il existe un intérêt pratique à élaborer des stratégies pour adapter les microstructures qui présentent à la fois une haute résistance liée à l'affinement des grains et la ductilité associée à des polycristaux à gros grains.
- La première étape du projet sera d'élaborer des microstructures hybride et multi-échelles composées de fractions de volume bien contrôlées d'une phase d'inclusion microcristalline incorporé dans une matrice à grains ultrafins. Le système hybride lui-même sera élaboré au moyen de méthodes comparées de métallurgie des poudres;
- Afin de garantir une description correcte du comportement mécanique de ces matériaux (résistance, ductilité et ténacité), la deuxième étape de ce travail sera d'obtenir une connaissance détaillée de l'évolution de la microstructure lors de l'écoulement plastique;
- Enfin, afin d'estimer au mieux le comportement mécanique d'ensemble de ces nouvelles microstructures hybrides polycristallines, un modèle déjà mis au point basé sur la microstructure et dédié à des agrégats de grainsfins sera adapté afin de prendre explicitement en compte les spécificités des microstructures réalisées en termes de distributions de taille des grains, du caractère bimodal de la distribution et des mécanismes de déformation. Les données expérimentales obtenues à partir de n'importe quel métal/composé métallique pourraient être utilisées pour déterminer les valeurs des paramètres du modèle, mais, suivant une approche de Génie des Procédés, un autre composé (c'est à dire avec une tailles de grains ultrafins différente) sera ensuite utilisé pour valider le modèle afin de vérifier si la simulation correspond avec les nouvelles données expérimentales.