. -le-troisième-segment and . Iii,

, Après interruption de l'essai à ?= 10 ?1 ?1 à 20°C (segment i), décharge puis chauffe à 200°C (segment ii), on constate que la courbe de traction du prolongement de l'essai à ? = 3. 10 ?4 ?1 à 200°C (segment iii) se rapproche et tend vers celle de l

, Autrement dit, cela signifie que l'acier peut continuer à se déformer à 200°C en adoptant les mécanismes d'écrouissage actifs à cette température malgré la pré-déformation à 20°C

, D'une manière plus précise, il est maintenant possible de comparer directement les courbes des essais de traction à 200°C suivantes : -L'état écroui par étirage (courbe bleue sur la Figure V. 3), -L'état pré-déformé en traction uni-axiale jusqu'à 0,25 d'allongement rationnel à 20°C (seg

V. Cette-comparaison-est-effectuée-sur-la-figure, On observe alors que la courbe de l'état pré-déformé en traction se situe au-dessous de la courbe de l'état écroui (par étirage) en terme de contrainte. Cela signifie que la pré-déformation à 20°C en traction uni-axiale ne permet pas de générer parfaitement le niveau d'écrouissage introduit par un étirage. De plus, l'allongement homogène de l'état pré-déformé est plus de trois fois supérieur à celui de l

V. Figure, 5 : Comparaison des courbes des essais de traction à 200°C de l'état écroui et pré-déformé en traction, p.3

, 7(a) et la Figure V. 7(b) présentent en guise de rappel respectivement la cartographie du 15-15Ti AIM1 à l'état à réception et après traction à 200°C jusqu'à la valeur d'allongement homogène. La Figure V. 7(c) montre quant à elle la cartographie du 15-15Ti AIM1 vieilli 1000 h à 500°C et testé ensuite en traction à 200°C jusqu'à la valeur d'allongement homogène, Pour vérifier cette hypothèse, nous avons procédé à des caractérisations post-mortem des éprouvettes de traction par EBSD. La Figure V

, Elles semblent même au contraire être présentes en plus faible quantité. Ces observations ne vont pas dans le sens d'une activation du maclage à 200°C pour un état vieilli. Par conséquent, l'hypothèse d'une baisse de l'EDE en lien avec la précipitation de carbures n, On observe sur la Figure V. 7(c) des traces de maclage

, Ce rôle peut consister en une stabilisation du réseau de dislocations initial : en germant, les précipités figent totalement les dislocations introduites par l'écrouissage. Elles ne peuvent plus interagir et surtout s'annihiler avec les nouvelles dislocations issues de la déformation en traction. Ainsi, la restauration dynamique des dislocations mobiles est ralentie et il est donc possible d'en stocker plus, La dernière hypothèse envisageable est que les précipités de TiC ont un rôle dans le regain de l'allongement, 2003.

, Enfin, les meilleures propriétés mécaniques sont obtenues après un vieillissement de 1000 h à 500°C, ce qui suggère que c'est dans ces conditions que les distributions dimensionnelle et spatiale sont les plus efficaces

, Les objectifs de la thèse étaient, en premier lieu, d'élucider l'origine de la baisse de ductilité (en termes de Ag et At) entre 20°C et 200°C du 15-15Ti AIM1. Nous avons pu établir que cette singularité de comportement est en lien avec une évolution des mécanismes de déformation pour l'état hypertrempé, Nous avons montré : -Une coexistence du maclage et du glissement de dislocations parfaites

, Une prédominance du glissement de dislocations parfaites associée à du glissement dévié à

, Empilement (EDE) entre 20°C et 200°C, avec des valeurs respectivement de 27 mJ/m² et de 46 mJ/m²

. Ainsi, nous avons décelé que l'évolution des mécanismes de déformation entre 20°C et 200°C s'explique par une compétition entre le maclage et le glissement dévié pour minimiser l

, L'activation du maclage à 20°C conduit à un durcissement important de la microstructure par effet Hall-Petch dynamique, ce qui se traduit par une ductilité élevée

, Ensuite, la transposabilité de ces résultats pour l'état écroui 20%, correspondant à la spécification 15-15Ti AIM1, a été étudiée. Les raisons à l'origine d'une exacerbation de la singularité sur cet état métallurgique particulier ont été aussi envisagées

, En second lieu, les objectifs de la thèse étaient d'étudier l'influence d'un vieillissement hors flux dans une gamme de température comprise entre 400°C et 600°C sur les évolutions microstructurales et sur le comportement en traction incluant la singularité de comportement. Pour des vieillissements entre 400°C et 600°C et des temps de maintien allant jusqu'à 1000 h, on ne perçoit pas d'indice notable d'une évolution du réseau de dislocations. En revanche, des examens au MET permettent de déterminer un seuil d'apparition des carbures de titane (TiC) nanométriques pour un maintien isotherme de 5000 h à 500°C. La taille moyenne et la fraction volumique de ces nanoprécipités sont croissantes quand la température de vieillissement augmente entre 500°C et 600°C. De plus

, En traction, on constate après vieillissement une nette amélioration du comportement mécanique en termes de résistance mécanique (Rm) et surtout de ductilité (Ag et At). Il est à noter que le gain très significatif en ductilité, constatée sur toute la plage de température testée (entre 20°C et 400°C), est couplé à une augmentation du coefficient d'écrouissage. Cela pourrait s'expliquer par des évolutions chimiques en lien avec la précipitation de carbures de titane nanométriques

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, Pour répondre à cette demande, le CEA développe de nouveaux concepts de réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium. Le matériau de gainage combustible candidat pour le coeur de ces réacteurs est l'acier 15-15Ti AIM1 (Austenitic Improved Material #1). Il s'agit d'un acier inoxydable austénitique avancé contenant 15% de chrome et 15% de nickel en masse, Résumé Les futurs réacteurs nucléaires de IV ème Génération doivent répondre à de nouvelles exigences en matière de sûreté, d'efficacité énergétique

, Cet acier présente une singularité marquée de comportement : sa ductilité diminue fortement entre 20°C et 200°C, ce qui se traduit par une diminution d'un facteur proche de 3 des allongements homogène et à rupture dans cet intervalle de température. Par ailleurs, l'effet du vieillissement thermique sur sa microstructure et son comportement mécanique reste peu connu aux températures les plus basses des conditions de service en réacteur

C. Dans-ce, le but de cette thèse est double : -Améliorer notre compréhension des mécanismes de déformation responsables de la singularité de comportement constatée à

, Etudier l'influence d'un vieillissement hors flux dans une gamme de température comprise entre 400°C et 600°C sur les évolutions microstructurales et sur le comportement en traction incluant la singularité de comportement

, Elucider l'origine de la singularité de comportement en lien avec les mécanismes de déformation a requis une approche multi-échelle regroupant des techniques comme les essais de traction, la diffraction des électrons rétrodiffusés (EBSD) et la Microscopie Electronique en Transmission (MET)

. Ainsi, évolution des mécanismes de déformation entre 20°C et 200°C s'explique par une compétition entre le maclage et le glissement dévié pour minimiser l'énergie totale du matériau. Il apparaît que l'activation du maclage à 20°C conduit à un durcissement important de la microstructure par effet Hall-Pech dynamique, ce qui se traduit par une ductilité élevée. Au contraire, l'activation du glissement dévié associée à la disparition du maclage à 200°C résulte en un durcissement limité de la microstructure responsable d

, En revanche, des examens au MET permettent de déterminer un nouveau seuil d'apparition des carbures de titane (TiC) nanométriques pour un maintien isotherme de 5000 h à 500°C. En traction, on constate sur tous les états vieillis entre 400°C et 600°C un gain à la fois en résistance mécanique (Rm) et en ductilité (Ag et At) par rapport à l'état initial écroui. Il est à noter que le gain très significatif en ductilité constaté sur toute la plage de température testée (entre 20°C et 400°C) est couplé à une augmentation du coefficient d'écrouissage. Une hypothèse proposée pour expliquer cette évolution de comportement repose sur le rôle des TiC nanométriques (ou de leurs précurseurs) susceptibles d'épingler les dislocations. Notamment, ils empêcheraient les dislocations initialement présentes dans l, Pour des vieillissements entre 400°C et 600°C et des temps de maintien allant jusqu'à 1000 h, on ne perçoit pas d'indice notable de restauration

:. Mots, A. Rnr-na, and . Austénitique, Essais de traction, Mécanismes de déformation, Maclage mécanique, Energie de défaut d'empilement, Vieillissement thermique