Fluage isotherme et anisotherme dans les domaines monophasés (α et β) et biphasé (α + β) d'un alliage Zr-1%NbO
Résumé
Le couplage entre transformation de phase et comportement mécanique d'un alliage Zr-1 %NbO a été étudié à l'aide d'un dispositif expérimental original utilisé précédemment lors de l'étude consacrée à l'alliage Zy-4. Cette étude avait été menée par Stéphane Frechinet. L'alliage Zr-1 %NbO présente une transformation de phase α (hc) ↔ β (cc) typiquement entre 750 et 1000 °C. Les températures de transformation ont été mesurées in situ par la technique de résistivité et de dilatométrie.
Le comportement en fluage isotherme des gaines a été étudié, tout d'abord au chauffage, en phase α entre 650 et 760 °C, en phase β entre 960 et 1100 °C, ainsi que dans le domaine biphasé (α + β) entre 800 et 900 °C. Les résultats obtenus sont rassemblés sous la forme d'une carte de déformation du type Ashby qui présente les variations de la vitesse de déformation avec la contrainte appliquée et la température. On confirme ainsi que la phase β flue beaucoup plus vite que la phase α. L'effet de la microstructure après passage complet ou partiel par la phase β, sur le comportement en fluage isotherme du matériau en phase α, et au refroidissement en biphasé (α + β) ensuite a été étudié. Le comportement en conditions anisothermes a enfin été étudié au chauffage et au refroidissement à 10 et 200 °C/min. Dans les deux cas, nous avons montré qu'il n'y a pas de plasticité de transformation pour le domaine des contraintes explorées (≤ 5 MPa). Un modèle éléments finis utilisant les polyèdres de Voronoï et un maillage aux joints de grains a été élaboré pour décrire le comportement du matériau dans le domaine biphasé (α + β) au chauffage et au refroidissement. Le modèle est en bon accord avec l'expérience au refroidissement et sous-estime les déformations de fluage au chauffage. Cette différence est vraisemblablement liée au fait que, dans le modèle, le glissement aux interfaces n'est pas pris en compte
Le comportement en fluage isotherme des gaines a été étudié, tout d'abord au chauffage, en phase α entre 650 et 760 °C, en phase β entre 960 et 1100 °C, ainsi que dans le domaine biphasé (α + β) entre 800 et 900 °C. Les résultats obtenus sont rassemblés sous la forme d'une carte de déformation du type Ashby qui présente les variations de la vitesse de déformation avec la contrainte appliquée et la température. On confirme ainsi que la phase β flue beaucoup plus vite que la phase α. L'effet de la microstructure après passage complet ou partiel par la phase β, sur le comportement en fluage isotherme du matériau en phase α, et au refroidissement en biphasé (α + β) ensuite a été étudié. Le comportement en conditions anisothermes a enfin été étudié au chauffage et au refroidissement à 10 et 200 °C/min. Dans les deux cas, nous avons montré qu'il n'y a pas de plasticité de transformation pour le domaine des contraintes explorées (≤ 5 MPa). Un modèle éléments finis utilisant les polyèdres de Voronoï et un maillage aux joints de grains a été élaboré pour décrire le comportement du matériau dans le domaine biphasé (α + β) au chauffage et au refroidissement. Le modèle est en bon accord avec l'expérience au refroidissement et sous-estime les déformations de fluage au chauffage. Cette différence est vraisemblablement liée au fait que, dans le modèle, le glissement aux interfaces n'est pas pris en compte
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