Influence of intragranular heterogeneities on metals materials behaviour under mechanical tests

Influence des hétérogénéités intragranulaires sur le comportement des matériaux métalliques sous sollicitations mécaniques

Jamal Fajoui (1)

1 GeM - Institut de Recherche en Génie Civil et Mécanique

Metal forming may often involve intense forming sequences, leading to large strains and severe strain path changes. These processes, very constraining for material, are limited by the appearance and the development of plastic instabilities and/or damage. Deductive methods based on strain mechanisms and scale transitions constitute relevant tools for a better comprehension. Two-level homogenization approaches are developed for the micromechanical modelling of the elastoplastic material behaviour. At the microscopic level, the mechanical behaviour is described by different scale transition models like self-consistent, Kröner or Mori-Tanaka. The grain is considered as a two-phase material: dislocations walls (with high density dislocation) and cells (with low density dislocation). The intragranular heterogeneities are highlighted by a non-local work-hardening, which is linked to the two-phase description. Correct agreement is observed between simulations and experiments (X-ray diffraction, mechanical tests) results at the meso and macroscopic levels.

Du fait de l’optimisation des structures, la mise en forme des matériaux nécessite des trajets de chargements dits complexes avec une sollicitation pouvant évoluer continûment lors du chargement. Ces processus, très contraignants pour le matériau, sont limités par l’apparition et le développement d’instabilités plastiques et/ou d’endommagement. Les approches mécaniques déductives basées sur des transitions d’échelles constituent des outils de compréhension pertinents. Nous avons développé des modèles à double transition d’échelles (de la cellule au grain et du grain au polycristal) qui ont permis de rendre compte du comportement réel des matériaux lors de chargements complexes (effet Bauschinger). Cette double transition d’échelles a été assurée par plusieurs types de schémas : autocohérent, Kröner ou Mori-Tanaka. L'hétérogénéisation intragranulaire est mise en évidence par un écrouissage non local, qui est représenté dans le cas d'une description biphasée de la structure cellulaire de dislocations. Des résultats numériques et expérimentaux (essais mécaniques, diffraction des rayons X) satisfaisants ont été obtenus sur des matériaux de symétrie cubique (Al6060 et acier 316L).

Mots clés: mechanical tests; X-ray diffraction; plasticity; scale transition models; dislocations; non-local work-hardening

Mots clés: essais mécaniques; diffraction des rayons X; plasticité; transition d’échelles; écrouissage non local

Domaines: Mécanique des structures [physics.class-ph]

Jamal Fajoui. Influence des hétérogénéités intragranulaires sur le comportement des matériaux métalliques sous sollicitations mécaniques. Mécanique des structures [physics.class-ph]. Université de Nantes (UNAM), 2008. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01801561⟩