Hétérogénéité de la déformation plastique des monocristaux de nickel déformés à froid par ECAE
Résumé
The processing of metals through Equal Channel Angular Extrusion (ECAE) has attracted much attention within the last decade primarily because this technique has shown the potential to achieve very large strains with the final aim of obtaining ultra-fine grain microstructures in bulk polycrystalline materials. The process involves passing a billet through two channels of equal area of cross-section inclined at an angle psi, generally 90° or sometimes 120°. This imparts large deformation to the material in one pass and the process can be repeated to refine the grain size down to a value characteristic of the material. It has been shown previously that ECAE is a heterogeneous process but there is still an important lack of understanding of the phenomena involved in ECAE deformation as well as regarding the extent of this its heterogeneity. Two high purity nickel single crystals of different initial orientation were deformed by ECAE and analyzed by different techniques. Texture and microstructure evolution was examined using neutron and local X-ray diffraction, SEM, TEM, orientation imaging microscopy and optical microscopy. This work has revealed an important heterogeneity along the height of both samples due to the continuous change of the deformation mode from simple shear on top towards a complex shear deformation mode at the center at which an important friction induced deformation is added at the lower part of the samples. The initial orientation has been observed to have a great influence on the microstructure refining mechanisms by the formation of deformation heterogeneities like deformation bands and shear bands
L'extrusion angulaire à aire transversale égale a attiré une grande attention dans les dernières années principalement grâce au potentiel de cette technique d'atteindre des très grands taux de déformation avec le but final d'obtenir des matériaux massifs ayant des microstructures à grains très fins. Le procédé consiste dans le passage d'un échantillon à travers deux canaux ayant la même section transverse formant un angle psi, qui est souvent de 90° et parfois de 120°. Ceci impose un très grand taux de déformation au matériau métallique dans un passe et le procédé peut être répété afin de diminuer la taille des grains jusqu'à une valeur caractéristique du matériau déformé. Il a été montré avant que l'ECAE est un procédé hétérogène mais il reste encore beaucoup de questions à répondre sur la compréhension des phénomènes liées à la déformation par ECAE ainsi qu'en ce qui concerne l'ampleur de son hétérogénéité. Deux monocristaux en nickel très pur ayant des différentes orientations initiales ont été déformés par ECAE et étudiées à l'aide de plusieurs techniques. L'évolution de la texture et de la microstructure a été analysée en utilisant la diffraction des neutrons et des rayons X, le MEB, le MET, l'imagerie d'orientation ainsi que la microscopie optique. Ce travail a révélé la présence d'une importante hétérogénéité sur l'hauteur des deux échantillons et on a attribué cette hétérogénéité au changement continu du mode de déformation. Il a été aussi montré que l'orientation initiale a une très importante influence sur les mécanismes d'affinage de la microstructure par la formation des hétérogénéités de déformation comme les bandes de déformation et les bandes de cisaillement
Domaines
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