a Examen de la première zone

Un couloir β se situe à gauche de la latte observée, mais n'apparaît pas sur la figure. Le

sous-joint (SB) qui traverse la partie haute et gauche de la figure V-19 a vient s’appuyer et se

terminer sur l’interface α/β de ce couloir. On observe dans cette latte principalement deux

systèmes de glissement fortement activés et dont les traces des plans de glissement forment un X aux branches perpendiculaires.

Le premier, qui traverse la figure du coin en haut à gauche vers le bas à droite, est

constitué de dislocations

a

₂ d'orientation vis glissant dans le plan pyramidal de première

espèce (10-11) où il forme des empilements assez serrés qui semblent traverser le sous-joint (SB) sans beaucoup de difficulté. Il est représenté sur le schéma V-19 b. On note aussi la présence de quelques dislocations d’orientation coin, comme au dessus du repère E. En effet, lorsque les boucles émises par la source de ce système rencontrent latéralement un obstacle extrinsèque, comme en C (figure V-19 c), elles s’immobilisent en position coin. Elles sont également visibles sur la figure V-19 a, où la lame est inclinée de 40° autour de 0x, puisque ce cliché a été pris avec un plan réflecteur de normale g = (0,1,-1,-1). Il s'agit d'une configuration de tête puisque deux dislocations sont regroupées sous forme d'une paire. Elle se propage dans une direction perpendiculaire à celle des vis de même vecteur de Burgers (repère V).

Le second système, dont les traces de glissement apparaissent perpendiculaires à celles

du système précédent, est constitué de dislocations de type

a

3. Ce sont également des

dislocations d’orientation vis mais glissant dans le plan basal où elles s'accumulent sous forme d'empilements. Elles sont représentées sur le schéma V-19-b et n'apparaissent pas sur la figure V- 19 c puisque leur vecteur de Burgers est contenu dans le plan diffractant (1,-1,0,1).

À plus faible grandissement, on constate que ces lignes de glissement traversent les couloirs β

sans difficulté et se prolongent ainsi de latte en latte au travers d'un paquet entier (figure VIII-15 à 20°C).

a) MET champ clair

b) schéma des systèmes de glissement très actifs

SB

E

C

V

c) MET champ clair

d) schéma : système peu actif

Figure V-19 : Micrographies MET sous divers

!

r

g d’une même zone après relaxation à 400°C.

ε

_{p cum} = 2% ; σfinale = 590 MPa (trempe sous contrainte).

B

W

E

C

On remarque également que les premières dislocations de ces empilements vis sont regroupées par paires. Lorsque plusieurs paires se succèdent, la première est la plus serrée, la seconde plus lâche, et ce couplage disparaît dans la suite de l'empilement : des observations semblables ont été rapportées par Castany, Coujou et al (2007) lors d'expériences de traction

in situ à température ambiante sur un TA6V et justement attribuées à la présence d'un ordre à

courte distance dans la phase α. Cet ordre est perturbé puis progressivement effacé par le

passage d'une famille de dislocations dans leur plan de glissement. Le rayon de courbure

moyen observé est de l'ordre de 0,3 µm. À l'aide de la formule d’Orowan, on peut donc

estimer la valeur de la cission locale dans le plan de glissement de ces dislocations à :

τ = α µ b/2R = α E/3 x 0,3/600 = 17 MPa (Eq. V-1)

en prenant α =1. Avec un facteur de Schmidt de 0,3 on obtient une contrainte de traction de

l'ordre de 55 MPa, ce qui indiquerait qu’une partie importante des contraintes internes a été relaxée depuis la fin de l’essai.

Enfin, il existe dans le champ d'observation un certain nombre de dislocations de

vecteur de Burgers

a

1, beaucoup moins nombreuses que celles des deux systèmes

précédemment décrits, mais dont la courbure indique qu'elles sont soumises à une contrainte non négligeable. C'est le cas des configurations observées dans la région W, décrites par le schéma V-19-d qui comprennent à la fois des paires courbées en position voisine de coin et des segments vis infléchis vers des orientations coin par des obstacles extrinsèques tels que des arbres de la forêt ou une courte transition dans un plan de glissement conjugué.

En fait, il peut paraître un peu surprenant de constater que les 3 vecteurs de Burgers du plan de base soient simultanément excités. La lame mince ayant été prélevée perpendiculairement à l'axe de traction, faisons l'hypothèse que la direction locale de l'axe de sollicitation est voisine de la direction de traction macroscopique. D’une part, si l'on trace sur

la projection stéréographique les maxima des facteurs de Schmidt des glissements de

a

₂ et

a

₃

(petits cercles), on constate qu'ils sont assez voisins du centre de la projection stéréographique. Il en résulte donc que ces systèmes sont les plus fortement excités. D’autre

part, les dislocations de vecteur de Burgers

a

₁ sont beaucoup moins nombreuses. Or

a

₁ est

situé à une vingtaine de degrés au-dessus du plan de la lame et les pôles de ses plans de glissement prismatique et pyramidaux se trouvent voisins de l'axe vertical et situé à peu près égale distance de celui-ci : les maxima des facteurs de Schmidt (petits carrés) sont donc plus éloignés de l’axe de traction et ces systèmes de glissement sont donc plus faiblement excités.

Il est important de remarquer que la plupart des configurations décrites et des orientations de segments de dislocations déterminées restent des directions générales autour desquelles les dislocations semblent s'aligner ou s'incurver et rarement des directions strictes. Ceci indique que ces configurations sont essentiellement mobiles et résultent d'une multiplication récente ou de la présence de contraintes locales qui les tiennent à l’écart de leur position d’énergie minimale statique.

de Burgers c+a1, souvent associées par paires et dont les segments rectilignes tendent à former

des lignes polygonales comme en B au centre de la figure V- 19b. Deux configurations de ce type ont été agrandies sur la figure V-20.

Le plan normal au vecteur de Burgers c+a1 a des indices voisins de [2,-1,-1,5] ; il a été

tracé en tiretés sur la projection stéréographique et sur le prisme hexagonal par ses lignes d’intersection avec les différentes faces de ce prisme. C'est en effet dans ce plan que se trouveront tous les segments d'orientation coin pure que ces dislocations recherchent pour minimiser leur énergie en présence de solutés avec lesquels elles interagissent. Cette énergie est importante puisque proportionnelle au carré de la longueur d'un grand vecteur de Burgers. Sur le prisme de la figure V-20, l'intersection de ce plan apparaît sous la forme d'un pentagone dont quatre des côtés correspondent à l'intersection avec quatre des faces du prisme, alors que le cinquième correspond à l'intersection avec le plan basal et sa direction n'est autre que [0-110]. Elle semble présente dans toutes les configurations observées de ce type, dont elle fixe la direction générale, autour de laquelle l'orientation de la ligne peut varier grâce à l'addition de segments d'une autre orientation: c’est un segment coin sessile. Le hasard a voulu que, dans cette observation, le vecteur de Burgers soit parallèle, en projection, avec le segment contenu dans le plan basal, alors que dans l'espace ces deux directions sont perpendiculaires, comme le montre la projection stéréographique. Ce point sera clarifié et confirmé lors de l'examen d'une autre configuration contenue dans une lame dont le plan basal pourra être mis parallèle à la direction d'observation (voir paragraphe V-5-c).

Pour ce qui est des segments glissiles, ils devraient se déployer et trouver leur équilibre au voisinage de la direction coin mais dans l'un ou l'autre des plans de glissements

pyramidaux Πa et Πb, dont les pôles appartiennent au plan perpendiculaire à c+a1 tracé en

tiretés longs sur la projection stéréographique. Quant à la direction de ces segments, elle pourrait généralement prendre l’une ou l'autre des deux directions coin ┴ Πa et ┴ Πb contenues dans chacun des deux plans de glissement pyramidaux Πa et Πb de la dislocation, comme indiqué sur le prisme de la figure V–20. Ces trois directions de segments coin ont été représentées sur le prisme avec les deux directions glissiles disposées symétriquement à 26° de part et d'autre de la direction sessile.

En ce qui concerne les segments glissiles, contrairement aux segments sessiles décrits précédemment, leur orientation en position coin pure n'est pas garantie. En effet ces segments auront tendance à s’infléchir ou à tourner dans leur plan de glissement sous l’effet des contraintes locales.

Dans les deux micrographies choisies (figure V-20) et prises en faisceau faible (« weak beam »), l'orientation générale de ces longues configurations serait celle de l'intersection du plan pyramidal Πa d'indices (10 -1 -1) avec le plan de la lame (cercle en tiretés courts sur la projection stéréographique), puisque leur taille dépasse 1 µm de long et implique donc ce type d'orientation moyenne. Quelques segments sessiles situés dans le plan basal (repères A), facilement repérables par leur direction sont associés à d'autres segments rectilignes coin d'orientation glissile ┴ Πa (repères B), eux-mêmes reliés entre eux par de courts segments d'orientation mixte (repères C), situés dans le même plan de glissement

pyramidal constituant ainsi des macrodécrochements. Enfin, on remarque que la plupart de ces macrodécrochements apparaissent clairement dissociés sous forme d'image double en «weak beam».

La dislocation aurait donc glissé dans son plan pyramidal sous forme d'arcs d'orientations variables et serait maintenant observée dans une position partiellement relaxée. En effet, la contrainte appliquée était de 590 MPa en fin de relaxation. La dislocation est constituée de nombreux segments glissiles rectilignes d'orientation coin, vraisemblablement bloqués par des solutés et reliés entre eux par des macrodécrochements. Elle comprend également quelques segments sessiles situés dans le plan basal et dont le mécanisme de formation reste obscur.

On notera que le contraste sur les segments coin, dans ces micrographies en « faisceau faible », est relativement faible et situé au voisinage immédiat du coeur de la dislocation alors que pour les segments d'orientation mixte l'image est beaucoup plus large. L'interaction élastique entre les atomes de solutés et les partis coin de la dislocation conduisant à la réduction de l'intensité des champs de contraintes des dislocations coin pourrait justifier ces différences de contraste.

Par ailleurs, on remarquera que cette configuration résiste, alors que règne une

importante activité des dislocations de vecteur de Burgers

a

2 et

a

3 . En effet, les interactions

possibles d’une dislocation

c

+

a

1 avec ces deux derniers systèmes s’avèrent très limitées du

fait que :

a

1 +

a

2+

a

3 = 0 et donc

(

c

+

a

1) +

a

2 = (

c

+

a

3) de même

(

c

+

a

₁) +

a

₃ = (

c

+

a

₂)

par conséquent aucune jonction attractive n’aura tendance à se former, ni aucune répulsion ne sera exercée sur ces dislocations dont le passage pourrait cependant produire des crans.

Figure V-20 : Micrographies MET (faisceau faible) de configurations remarquables après relaxation à 400°C.

ε

_{p cum} = 2% ; σfinale = 590 MPa (trempe sous

contrainte). ┴ Πa ┴ Πb ┴ Πa ┴ Πb Πa Πb

C

C

C

A

B

B

B

A

A

A

Dans le document Viscoplasticité et microstructures d'un alliage de titane : effets de la température et de la vitesse de sollicitation (Page 110-117)