Désorientation interne

La désorientation interne des grains mérite également d’être étudiée, ce paramètre ayant été corrélé à l’énergie stockée dans le grain (C. Luo, 2012), et par la suite à la résistance à la dissolution anodique.

La Figure II - 11 représente la désorientation interne des grains en fonction de la taille des grains des trois échantillons pour les sections transverses et longitudinales. Pour tous les échantillons, et indépendamment des sections, une large dispersion des valeurs de la désorientation des grains est observée. On observe de plus que la désorientation interne des grains a tendance à augmenter lorsque la taille des grains augmente. De manière générale, pour l’ébauche, deux populations de grains sont distinguées : une population de grains compris entre 0,5 et 10 µm² avec une désorientation centrée autour de 3° (cercle en trait continu sur la Figure II - 11a), et une seconde population de grains compris entre 10 et 100 µm² avec une désorientation centrée autour de 5° (cercle en poin tillé sur la Figure II - 11a). Des résultats comparables ont été obtenus pour le fil recuit (Figure II - 11c et d) avec de faibles différences entre les deux zones étudiées. Pour le fil déformé, une unique population de grains, de taille comprise entre 0,1 and 20 µm2, est observée en accord avec l’analyse de taille de grains précédente, leur désorientation interne étant centrée autour de 5°. Ce résultat est en accord avec la microstructure « bambou » décrite précédemment, qui correspond à un affinement de la taille des grains associé à un maintien d’une grande quantité de sous-joints de grains générant ainsi une microstructure de grains ultrafins avec une désorientation interne élevée. Il apparaît aussi que, malgré l’existence d’une seule population de grain, la forme du nuage de points sur la Figure II - 11b, entouré par un cercle noir, témoigne d’un écart important entre les désorientations internes des grains comprises entre moins de 1° et plus de 12°.

Figure II - 11. Désorientation interne des grains en fonction de l’aire des grains pour (a) l’ébauche, (b) le fil déformé, (c, d) le fil recuit pour les sections transverse et longitudinale. (c) et (d) font référence aux deux zones

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Des tentatives ont été faites pour déterminer une valeur de désorientation moyenne des grains en prenant en compte l’importante hétérogénéité de la microstructure. Les valeurs moyennes ont ainsi été calculées en pondérant la désorientation de chaque grain par sa fraction surfacique (Figure II - 12a) ou en prenant en compte seulement la fréquence relative de chaque valeur de désorientation (Figure II - 12b). Les résultats montrent que, pour chacune de ces deux possibilités de calcul d’une valeur moyenne, la désorientation moyenne des grains est plus élevée pour l’ébauche que pour le fil déformé et pour le fil recuit ce qui ne traduit pas la réalité « locale » de la microstructure.

Figure II - 12. Désorientation interne moyen des grains calculée (a) en pondérant la désorientation de chaque grain par sa surface ou (b) en prenant en compte seulement la fréquence de chaque valeur de désorientation

pour chaque échantillon.

Ainsi le choix de ne considérer que la valeur moyenne de la désorientation interne pourrait fausser l’interprétation concernant l’influence de ce paramètre sur le comportement en corrosion des échantillons. Ce n’est donc pas cette approche qui a été retenue. En revanche, il est communément admis que les effets de couplage galvanique à l’échelle de la microstructure sont souvent à l’origine de comportement en corrosion spécifique des alliages d’aluminium. Guerin et al. ont montré que le couplage galvanique entre des grains ayant des désorientations internes très différentes pouvait engendrer une corrosion de leur interface commune et expliquer la sensibilité à la corrosion intergranulaire de l’alliage AA2050 à l’état T34 (M. Guerin, 2016). Il apparaît donc nécessaire de bien maîtriser les distributions spatiales de désorientation interne au sein des microstructures étudiées.

C’est pourquoi la distribution spatiale des grains en fonction de leur désorientation interne a été étudiée. Les Figure II - 13 (a à h) montrent ainsi les cartographies de désorientation correspondantes pour les trois échantillons.

Pour l’ébauche (Figure II - 13a et b), indépendamment de la section, la cartographie des désorientations révèle des zones avec un niveau de désorientation autour de 6-7° très étendues emprisonnant des zones de grains très fins ou de sous-grains, distribuées de manière homogène, avec un niveau de désorientation interne faible (autour de 2°). Il apparait que, d’une manière générale, les cartographies de désorientation sont parfaitement en accord avec la distribution de désorientation interne de grains (Figure II - 11a). Pour la zone 2 du fil recuit, le niveau de désorientation varie également entre 2 et 7° avec une distribution homogène des différents grains en fonction de leur niveau de désorientation interne (Figure II - 13g et h). En revanche, pour la zone 1 (Figure II - 13e et f), quelques zones avec un niveau de désorientation élevé (11°) sont identifiées en accord avec le phén omène de recristallisation incomplète décrit précédemment. La coexistence dans la microstructure de zones ayant de fortes différences de niveau de désorientation interne est encore plus évidente pour le fil déformé (Figure II - 13c et d). Pour cet échantillon, des bandes de grains ayant un niveau de désorientation interne élevé (de 11° à 15°) sont « coincées » entre des bandes d e grains ayant un niveau de désorientation interne faible (inférieur à 2°), ce qui est en acco rd avec la dispersion de la distribution de la désorientation interne des grains observée précédemment (Figure II - 11b). Une telle répartition spatiale de niveau de désorientation interne dans la microstructure suggère l’existence d’un effet de couplage galvanique entre ces deux types de bandes.

2. Matériaux d’étude : microstructure et propriétés mécaniques

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Pour pousser encore plus loin l’analyse de la désorientation à l’échelle des grains même, des cartographies de désorientation locale ont été obtenues ; elles sont présentées sur la Figure II - 13 (i à l). Remarquons que pour ces figures, différents grandissements ont été utilisés pour les différents échantillons afin d’être à l’échelle du grain pour chaque échantillon. De plus, la représentation en noir et en rouge a été maintenue respectivement pour les joints de grains et les sous-joints de grains. Ces cartographies indiquent que la désorientation n’est pas répartie de manière homogène à l’intérieur du grain mais plutôt selon des chemins spécifiques formant des interfaces bien définies à l’intérieur des grains et des sous-grains, qui correspondent à des murs de dislocations séparant les cellules. Ces interfaces sont relativement nombreuses à la fois dans l’ébauche et dans le fil déformé, tandis qu’elles sont nettement moins nombreuses pour la zone 1 du fil recuit, et quasiment absentes dans la zone 2 du fil recuit. Ces derniers résultats sont en lien avec les recristallisations partielles et totales des zones 1 et 2 respectivement.

Figure II - 13. Cartographies de désorientation pour les sections transverses et longitudinales pour (a, b) l’ébauche, (c, d) le fil déformé et (e, f, g, h) le fil recuit (zones 1 et 2). Cartographies de désorientation locale pour

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