Etude expérimentale et modélisation de l’adoucissement induit par restauration et/ou recristallisation dans les alliages d’aluminium

Abstract

L’objectif principal de la présente thèse est d’approfondir les connaissances actuelles concernant la cinétique d’adoucissement statique induit par restauration et/ou recristallisation dans l’alliage d’aluminium AA2024-T3 en mettant l’accent sur les facteurs qui l’influent. Les objectifs secondaires consistent en ; (i) L’étude et la compréhension du comportement mécanique du AA2024-T3 ainsi que l’étude de l’influence de l’anisotropie plastique sur le comportement mécanique à l’échelle macrostructurale et microstructurale. (ii) L’étude et la modélisation de la cinétique d’adoucissement statique sous l’influence de différentes conditions de déformation, température, précipitation, anisotropie plastique. Pour ce faire, des essais de traction uniaxiale ont été réalisés à température ambiante aux niveaux de déformation de 4%, 8 % et 10% selon les trois directions : 0°, 45° et 90° par rapport à la DL. Les échantillons ont ensuite été recuits à 350 °C et 400 °C pendant différentes durées de maintien. Les déformations plastiques sont utilisées pour caractériser l’anisotropie plastique et mesurer les valeurs du coefficient Lankford R. Le critère de Hill 1948 a été utilisé pour valider la méthodologie expérimentale de mesure des valeurs R. Ensuite, la relation σ-ε a été bien décrite par l'équation de Ludwick à faible niveau de déformation, tandis que la loi de Voce est valable pour les déformations moyennes et élevées. Afin d'affiner la partie modélisation, la courbe de Kocks est identifiée à l'échelle macroscopique en lissant les courbes de durcissement expérimentales à différentes déformations et directions. Une bonne analyse d'écrouissage affectée par le comportement anisotrope plastique est obtenue en utilisant les déformations limites calculées et identifiées dans lesquelles les points d'instabilité ont été déduits sur l'intersection des courbes σ-ε et θ-ε. Pour corréler avec l’échelle microstructurale, l'évolution des paramètres microstructuraux a été analysée par le raffinement de Rietveld. Ce qui a montré que la taille des cristallites, la micro-déformation et la densité des dislocations dépendent du niveau de déformation et d’anisotropie plastique. Ensuite, la cinétique d’adoucissement statique a été décrite par l’équation modifiée de JMAK. Cette étude a montré que la cinétique d’adoucissement statique d’AA2024-T3 est influencée par les paramètres du processus de la mise en forme ainsi que l’anisotropie plastique. Pour valider l'influence de la déformation, la température et de l'anisotropie plastique sur le l’adoucissement statique, la caractérisation de la microstructure et de la microtexture a été effectuée en utilisant une combinaison de tests de microdureté Vickers, microscopie optique, calorimétrie différentielle à balayage, microscopie électronique à balayage et en transmission et diffraction par rétrodiffusion d'électrons avant et après le recuit d’adoucissement.