C ONSTRUIRE UNE REPRESENTATION DU « DOMAINE PLC ».

Bien que l'étude ne soit pas terminée, il paraît intéressant de tenter un premier bilan basé sur l'ensemble des résultats collectés des essais effectués à haute température (600°C - 300°C). Pour cela, il est indispensable de disposer d'un certain nombre d'outils que sont, d'une part les modes de représentation des résultats, et d'autre part, de critères d'évaluation des phénomènes.

En plus de la déformation plastique induite par la machine d'essais mécaniques, plusieurs phénomènes thermiquement activés sont à l'oeuvre simultanément dans le matériau. Certains peuvent être considérés comme coopératifs ou agissants en synergie, d'autres, au contraire, sont antagonistes. On peut citer :

- le mouvement des dislocations : dans le sens de la déformation plastique ou en sens inverse.

- la multiplication des dislocations réalisées par les sources de Frank-Read qui conduit à la constitution d'empilements denses contre les obstacles (parois des lattes, couloirs de

matrices β, sous-joints et joints).

- le mouvement en retour des sources sous l'effet des forces d'obstacles et les contraintes internes environnantes.

- la restauration par montée et l'élimination des dislocations redondantes par disparition des dipôles et multipôles par exemple.

- la formation de surconcentrations locales en atomes interstitiels (« atmosphères de Cottrell ») au voisinage des configurations de dislocations coin et dissolution de ses atmosphères après passage d'une bande de localisation plastique.

Ces phénomènes dépendent tous de la température et de la vitesse de déformation plastique. On considérera la première grandeur comme uniforme dans tout le corps de l'éprouvette (en négligeant les effets d'échauffement adiabatique liés à la plasticité localisée et qui ont été utilisé en vidéoscopie infrarouge à grande vitesse pour étudier quantitativement le

phénomène PLC (Ranc et Wagner, 2008). Par contre, la seconde présente une distribution

fortement hétérogène dans l'éprouvette, précisément à cause de ces phénomènes de localisation. Cependant, c'est dans le repère de ces deux grandeurs qu'il est intéressant de représenter les différentes régions du domaine d'existence tes diverses manifestations des interactions solutés / dislocations. Le diagramme

!

log(˙ " ) = f (1/T) offre aux phénomènes thermiquement activés une représentation sous forme d'une droite dont la pente n'est autre que l'énergie d'activation du phénomène (voir figure II-3). Il est donc utilisé dans la figure VI-12 pour y représenter les divers critères qui vont être présentés.

Figure VI-12 : Représentation du domaine PLC

• Premier critère : la région où SRS est <0

Le désancrage dynamique des dislocations qui cessent de « traîner » leurs atmosphères de solutés pour se déplacer librement à grande vitesse sous des contraintes plus faibles, conduit à une déconsolidation du matériau lorsque l'on tente d'accroître sa vitesse de déformation plastique. C’est une manifestation macroscopique des phénomènes étudiés qui peut être caractérisée quantitativement par une valeur de la sensibilité à la vitesse de déformation négative. Ceci ne se produit pas dans tout le domaine d'existence du phénomène PLC, mais dans une région restreinte du domaine que nous avons tenté de cerner au cours de cette étude à l'aide de nombreux essais macroscopiques à diverses températures et diverses vitesses. Les points expérimentaux sont reportés sur la figure VI-12, et les contours du domaine où SRS<0 ont été tracés.

• Second critère : le mode traînage observé en relaxation

La droite d'énergie d'activation 330 kJ / mole mesurée au voisinage de la température

de 600°C et de la vitesse de mise en charge de 10-5

s-1

a été reportée sur le même diagramme (figure VI-12). Elle représente la limite supérieure d'existence « macroscopique » de la plasticité en mode friction ainsi que le révèle l'examen des courbes de relaxation (figure IV-2). Cependant, l'activité, très localisée, de dislocations se propageant à grande vitesse en

mise en évidence que par des mesures de champ à grande vitesse et couvrant de grandes surfaces de l'éprouvette, du fait de sa grande rareté. On constate donc que la finesse et la sensibilité de la mesure peuvent déplacer les frontières suite à l'affinement des valeurs du critère.

• Troisième critère : présence d'un crochet de traction.

On peut également reporter sur ce diagramme les lignes d’isovaleurs de la hauteur du crochet de traction mesurées par Donoso et Reed-Hill (1977) dans du titane de pureté commerciale. Ces dernières pourraient constituer une limite « basse température » du domaine. En effet, elles se situent à droite de la région où SRS est négatif, vers 300°C, c'est-à- dire dans la région où le carbone présenterait son pic d'interaction avec la plasticité. En fait, ce diagramme devra être complété sur sa droite, par d'autres critères possibles, vers les basses températures à la suite de l'examen des résultats présentés dans les chapitres suivants. Par ailleurs, notons que ce critère est plutôt révélateur de l’existence d’un phénomène de type « bande de Lüders » que PLC. Ce genre de confusion est d’autant plus fréquent dans la littérature que l’on s’approche des frontières « basses températures » du domaine.

Chapitre VII :

DOMAINE DES « BASSES TEMPERATURES » DE

L’ANOMALIE : 150°C

CUMUL DES MODES DE DURCISSEMENT

L'ensemble des essais réalisés à 150°C est présenté dans le tableau suivant :

Tableau VII-1 : Matrice des essais réalisés à 150°C.

Microstructure et prélèvement AA tangentiel AA axial EH tangentiel Traction Sauts 10-4 s-1 et 10-6 s-1

Relaxation avec rechargements multiples à 10-4 s-1

avec rechargements multiples à 10-4 s-1

Fluage 700, 750, 760 et 780 MPa

Fatigue-fluage 700 et 750 MPa 700 MPa