Plasticity and damage mechanisms in specific multiphased steels with bainitic matrix under various mechanical loading paths : influence of temperature

Etude des mécanismes d'endommagement et de plasticité d'aciers multiphasés à matrice bainitique sous différents trajets de chagement : impact de la température

Pauline Martin (1)

1 CRISMAT - Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux

This PhD work investigates plasticity and damage mechanisms of complex phase steels. The bainitic microstructures of such steels, which feature retained austenite islands, result in these steels exhibiting good formability properties, which are of interest to automotive companies. However, the complexity of these microstructures, which are characterised by a high amount of grain boundaries and a high density of dislocations, influences plasticity and damage mechanisms. In order to estimate the impact of a steel's microstructure on these properties, the investigation of metallurgical features of complex phase steels provided by the company Faurecia is performed. Plasticity mechanisms are then investigated by tension-compression tests to determine the influence of long- and short-range interactions on the motion dislocation. Thereafter, the evolution of damage within microstructures is analysed at different stress triaxialities in order to obtain the volume area fraction and the number and average diameter of voids as functions of plastic strain. Finally, to examine the thermal stability of these parameters (microstructure, plasticity, and damage), experiments are performed at a range of temperatures between 20°C and 600°C.

Ce travail de thèse porte sur les mécanismes de plasticité et d'endommagement des aciers complexe-phase (CP). La microstructure bainitique de ces aciers, permets d’acquérir de bonnes propriétés de formabilité, qui intéressent les constructeurs automobiles. Cependant, la complexité de ces microstructures, qui se caractérisent par une grande quantité de joints de grains et une densité élevée de dislocations, influence la plasticité et les mécanismes d'endommagement. Afin d'estimer l'impact de la microstructure, une étude des caractéristiques métallurgiques des aciers à phases complexes est réalisée. Les mécanismes de plasticité sont ensuite étudiés par des tests de tension-compression afin d’étudier les mécanismes d’écrouissage du matériau. Ensuite, l’évolution de l’endommagement au sein de la microstructure est analysée à différente taux de triaxialité des contraintes afin d’obtenir la fraction de surface volumique ainsi que le nombre et le diamètre moyen des vides en fonction de la déformation plastique. Enfin, pour examiner la stabilité thermique de ces paramètres (microstructure, plasticité et endommagement), des expériences sont effectuées dans une plage de températures allant de 20 ° C à 600 ° C.

Mots clés: Complex phase steels; Damage characterisation; Cyclic solicitation; Microstructural analysis

Mots clés: Aciers complex-phase; Caractérisation de l’endommagement; Sollicitations cycliques; Analyse microstructurale

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

Pauline Martin. Plasticity and damage mechanisms in specific multiphased steels with bainitic matrix under various mechanical loading paths : influence of temperature. Solid mechanics [physics.class-ph]. Normandie Université, 2019. English. ⟨NNT : 2019NORMC227⟩. ⟨tel-02585794⟩