Conclusion sur la croissance anormale et comparaison avec la nuance STi

On peut conclure que le développement de la croissance anormale dans une microstructure cellulaire n’a pas une cause unique, mais peut dépendre de plusieurs paramètres parfois difficile à identifier. Au vu du modèle analytique présenté et des microstructures expérimentales, l’hétérogénéité de la taille des sous-grains couplée à la précipitation grossière aux joints de sous-grains sont les deux facteurs les plus influant. Les

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 <110>//DF <112>//DF <122>//DF Autres

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(MPa)

Orientation

107 raisons qui gouvernent la croissance anormale de grains <112>//DF restent en revanche peu claires et plusieurs hypothèses peuvent être évoquées incluant des hétérogénéités de mobilités, d’énergies d’interfaces et/ou de l’énergie stockée. Des mécanismes complémentaires, non mentionnés ici, pourraient aussi être à envisager. Pour répondre à ces questions, une caractérisation multi-échelles pour évaluer l’évolution de la précipitation au cours du temps serait nécessaire. Le modèle thermodynamique développé par Razzak pour les aciers austénitiques [38] et repris par Sallez [45] dans les cas des ODS ferritiques permettrait notamment d’évaluer les conditions de déclenchement de la croissance anormale en prenant en compte l’évolution de la population de particules (précipitation et coalescence) et le type d’épinglage (Zener ou jonctions quadruples). Des modèles en champ complet pourraient aussi être utilisés pour considérer indépendamment l’environnement de chaque grain.

Par ailleurs, on peut s’interroger sur les raisons pour lesquelles la nuance STi ne montre pas de croissance anormale bien qu’elle restaure également. En effet, il apparaît que la taille des grains dans cette nuance reste particulièrement homogène avec une faible dispersion comme nous avons pu le montrer. Cela est probablement dû à la population de particules qui épingle les joints de grains de manière plus homogène que dans la nuance R0,05. Ainsi, dans la nuance STi, aucun grain n’atteint la taille critique nécessaire pour croître de façon anormale.

108

Conclusion sur l’influence du taux de renforts sur la stabilité des

microstructures filées

Ce chapitre a permis d’étudier l’influence du taux de renforts sur la stabilité de nuances ODS après filage, sans déformation à froid. La caractérisation des microstructures et des états de précipitation suite à différents traitements thermiques nous a permis d’identifier l’existence d’un taux de renfort seuil. Les nuances les plus renforcées R0,3 ; R0,2 et R0,1 gardent la microstructure issue du filage même suite à des recuits à haute température (1300°C) et ne montrent ni restauration, ni recristallisation. Ceci est attribué à la présence de nanoparticules de type pyrochlore (Y2Ti2O7) qui sont connues pour leur stabilité thermique remarquable. Ces observations ne sont pas surprenantes pour les nuances R0,3 et R0,2 qui présentent des taux de renforts conventionnels. Concernant la nuance R0,1, ce résultat était moins prévisible et il montre que même en diminuant sensiblement le taux de renforts, les microstructures restent figées du fait que les forces motrices et notamment l’énergie stockée après filage, sont trop faibles devant la pression d’épinglage exercée par les nanoparticules. Les 3 nuances R0,05 ; STi et NonR montrent quant à elles des comportements sensiblement différents, qui sont directement liés à la résistance à la coalescence plus faible des nanoparticules qui présentent des natures chimiques différentes (ou tout simplement à leur absence dans la nuance NonR). Ainsi, lors de recuit, les nuances STi et R0,05 montrent un restauration de la microstructure filée qui se traduit par une croissance des sous-grains et une accentuation de la texture de fibre α. La nuance R0,05 montre par ailleurs un phénomène de croissance anormale à haute température liée aux hétérogénéités microstructurales qui apparaissent au cours du recuit.

Il est également apparu que la composition chimique et notamment les teneurs en éléments légers (carbone, oxygène et azote) et en titane régissent les équilibres thermodynamiques dans le matériau. Lorsque la concentration en titane devient inférieure à un certain seuil, une transformation austénitique partielle est observée dans le matériau.

Bien que les nuances STi et R0,05 après restauration présentent une microstructure intéressante de par la morphologie équiaxe des grains, leurs propriétés mécaniques et leur résistance mécanique notamment (dureté < 150 HV) sont faibles pour les applications industrielles envisagées. Il est donc nécessaire de pouvoir faire recristalliser les nuances plus renforcées. Cela nécessite d’augmenter l’énergie stockée et donc la densité de dislocations dans le matériau, ce qu’on propose de faire dans le Chapitre IV en écrouissant les matériaux à froid selon différents chemins de déformation.

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