Synthèse des observations et discussion

Nous résumons ici les principaux résultats expérimentaux obtenus jusqu’à présent:

 Les observations microscopiques post-mortem d’échantillons déformés ont montré des

disparités au niveau du maclage entre les deux orientations. Les échantillons DL présentent très peu de macles avec une fraction volumique inférieure à 0,5 % ; le maclage est clairement plus actif dans les échantillons déformés selon DT. (Figure 4-11). Cependant, même dans les échantillons DT, la fraction volumique de macles reste très faible et ne s’élève qu’à quelques pourcents. Cela diffère jusqu’à un ordre de grandeur de ce que l’on peut trouver dans la littérature pour les données en compression, généralement pour des tailles de grain quelque peu plus élevées, dans le même domaine de déformation [SAL03]. Si la déformation en traction est généralement considérée comme étant peu propice au maclage, ce n’est pas forcément une généralité. Par exemple, Li et al. ont réalisé des essais de traction selon la direction transverse d’échantillons de CP-Ti, présentant une texture légèrement plus

faible que la nôtre, dans le même domaine de vitesse de déformation (10^-3 s^-1) que les

essais menés ici, et trouvent environ 10 % de macles d’extension T1 uniquement, dès 4 % de déformation [LI13]. Il faut toutefois souligner que leur matériau présente une taille de grain bien plus élevée (115 µm) que la nôtre (9 µm). Dans une autre étude sur du CP-Ti, des échantillons possédant une texture et une taille de grain similaires à ceux étudiés dans cette thèse, sont déformés en traction selon la direction de laminage [BEC13]. Les auteurs ont trouvé entre 5 et 8% de macles de contraction et entre 2 et 9 % de macles d’extension T1 à la striction. Il est cependant difficile de comparer nos résultats aux leurs, dans la mesure où leurs essais sont réalisés à de plus grandes

vitesses de déformation (de à ) et que la composition

chimique de leur titane est quelque peu différente de la nôtre.

 Les essais de traction révèlent une limite élastique plus élevée pour les échantillons

136 d’écoulement augmente bien plus rapidement pour les échantillons DL, ce qui se

traduit par un taux d’écrouissage considérablement plus élevé tout au long de la

déformation que (Figure 4-7).

 On observe une déformation en trois stades dans le cadre des essais de traction, bien

que cette tendance soit plus faible que celle observée par différents auteurs lors de tests de compression. Cependant, la tendance reste présente pour tous les échantillons testés, y compris les échantillons DL qui ne présentent quasiment pas de macles. Elle est plus prononcée pour les échantillons DT (Figure 4-6 et Figure 4-7).

 La vitesse de déformation appliquée ̇ a un effet opposé sur la tendance à la

déformation en trois stades selon l’orientation. En effet, on a vu que les échantillons

DT présentent les stades A et B les plus prononcés lorsque ̇ est la plus élevée, alors

qu’ils sont au contraire les plus prononcés lorsque ̇ est la plus faible pour les

échantillons DL (Figure 4-7).

 La tendance à la déformation en trois stades ne concernant que le tout début de la

déformation ( ), on observe pour la plus grande partie de l’essai, dès

l’initiation du stade C, des courbes d’écrouissage virtuellement parallèles entre les deux orientations, à toutes les vitesses de déformation.

 Aucune propagation d’une bande de déformation n’est observée pendant le stade A.

La technique d’extensométrie locale à haute résolution montre en effet que l’écoulement plastique commence simultanément dans l’ensemble de l’échantillon et se poursuit de manière très homogène jusqu’à la striction (Figure 4-8).

L’observation de courbes d’écrouissage parallèles pendant le stade C supporte directement l’idée généralement admise que, même dans le cas d’un matériau fortement maclé, ce sont les dislocations qui contribuent principalement à la déformation tandis que la contribution essentielle des macles est de réorienter le réseau cristallin et de créer une résistance au glissement des dislocations. Cette vue est également soutenue par la dépendance logarithmique de la contrainte d’écoulement à la vitesse de déformation imposée, qui est

137 caractéristique d’un processus thermiquement activé comme le glissement des dislocations (Figure 4-3).

Par ailleurs, l’évolution observée de l’écrouissage et notamment les différences relevées entre les deux orientations nous amènent à reconsidérer les quelques conjectures émises au début du chapitre. Tout d’abord, nous avions émis l’hypothèse que le faible taux d’écrouissage observé au stade A pouvait être associé au phénomène de Piobert-Lüders causé par le vieillissement des dislocations par les atomes de soluté. L’observation d’un plateau visible sur les courbes de traction de nos échantillons DT aurait en effet pu suggérer la propagation d’une bande de Piobert-Lüders. Cependant, les résultats de l’extensométrie locale écartent cette possibilité. A première vue, la tendance plus prononcée au comportement en trois stades et un maclage plus intense pour les échantillons DT sont cohérents avec la conjecture des références [SAL02, SAL03, SAL06] selon laquelle l’augmentation abrupte du taux d’écrouissage lors du stade B serait dû à l’effet durcissant des macles, grâce à l'effet Hall-Petch dynamique et/ou à

l'effet Basinski (voir le chapitre I). La comparaison des taux d’écrouissage entre les deux

orientations invalide cependant cette conjecture dans le cas de nos essais. En effet, la relation

est valable quelque soit le taux de déformation (Figure 4-7). De plus, il faut noter

qu’en dépit de fractions volumiques de macles plus importantes que les nôtres, une plus faible tendance au comportement en trois stades en condition de traction est observée dans [BEC13]. Effectivement, pour tous les échantillons et toutes les vitesses de déformation, ces auteurs retrouvent un comportement similaire à ce qui est observé dans notre étude pour les échantillons DL déformés à la plus grande vitesse de déformation, c’est-à-dire une diminution

de pendant les trois stades, marquée par des inflexions de la courbe lors des transitions.

Il est en outre connu que le maclage peut également avoir un effet adoucissant en favorisant le glissement des dislocations à l’intérieur des macles suite à la réorientation du réseau cristallin (voir par ex. [SAL06]). Cependant, l’effet d’adoucissement susceptible d’être associé à la fraction volumique de macles relevé pour les échantillons DT semble difficilement pouvoir expliquer la différence de taux d’écrouissage avec les échantillons DL. De plus, il faut

souligner que la relation est valable partout, y compris dans l’intervalle de

déformation avant le stade B, c’est-à-dire avant le début supposé du maclage.

Enfin, les effets supposés des macles n’expliquent pas l’inversion du signe de l’effet de la vitesse de déformation sur l’écrouissage en trois stades, selon l’orientation de l’axe de traction. Il est donc probable que les macles ne jouent qu’un rôle secondaire dans la déformation en traction de nos échantillons DT et DL.

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