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Theses

Etude des conséquences mécaniques de la transformation de phase dans les réfractaires électrofondus à très haute teneur en zircone

Résumé : Les réfractaires électrofondus, qui constituent l’objet de ce travail, appartiennent au système alumine-zircone-silice. Ils sont obtenus par coulée dans des moules à des températures supérieures à 2000°C, rendant très difficile toute instrumentation. De nombreux phénomènes intrinsèques au matériau interviennent lors du refroidissement qui suit la coulée. Parmi ces derniers, cette recherche a essentiellement porté sur la transformation de phase (de tétragonale à monoclinique) de la zircone et aux phénomènes associés (gonflement, plasticité,…).A partir d’essais mécaniques à haute température réalisés en laboratoire, les lois de comportements thermiques et mécaniques ont été caractérisées et modélisées en cours de transformation de la zircone. La plasticité à très bas seuil de contrainte observée a, en particulier, été décrite par une vitesse de déformation dérivée du modèle de Leblond, une fonction de rendement de type Cam-clay sans consolidation et une fonction de rendement définissant l’avancement de la transformation en fonction de la température. Après implémentation dans un code de calcul par éléments finis et validation par confrontation avec des résultats d’essais sous contraintes multiaxiales, ce modèle a été assemblé aux autres composantes du comportement mécanique (fluage, élasticité,…), pour décrire l’ensemble des phénomènes thermomécaniques observés lors du refroidissement.Parallèlement, des coulées de blocs en laboratoire, instrumentées par des thermocouples et des capteurs d’émission acoustique, ont permis de reconstruire par simulation numérique l’évolution du champ de température à l’intérieur de la dalle au cours du refroidissement. L’enthalpie de solidification et celle associée à la transformation de phase, préalablement quantifiée par ATD, ont été prises en compte. L’application du modèle mécanique complet, associant toutes les composantes du comportement, a permis de calculer l’évolution du champ de contraintes généré par les gradients thermiques en fonction du temps et, en particulier, de mettre en évidence le rôle essentiel joué par la transformation de phase sur la relaxation des contraintes.
Document type :
Theses
Complete list of metadatas

https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-01778611
Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Wednesday, April 25, 2018 - 7:10:07 PM
Last modification on : Thursday, April 9, 2020 - 5:08:05 PM
Document(s) archivé(s) le : Monday, September 24, 2018 - 11:44:35 PM

File

2017PSLEM035_archivage.pdf
Version validated by the jury (STAR)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01778611, version 1

Citation

Yang Zhang. Etude des conséquences mécaniques de la transformation de phase dans les réfractaires électrofondus à très haute teneur en zircone. Matériaux. PSL Research University, 2017. Français. ⟨NNT : 2017PSLEM035⟩. ⟨tel-01778611⟩

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