Colloque Journée SF2M Section Ouest Angers, 2 Avril 2015
ETUDE DE LA TRANSFORMATION DE PHASE β → α DANS L’ALLIAGE TI-6AL-4V EN REFROIDISSEMENT CONTINU
Nabil KHERROUBA (
1,2,3), Denis CARRON(
1), Riad BADJI (
2), Mabrouk BOUABDALLAH (
3)
(1) LIMATB – Université de Bretagne Sud, Rue de Saint-Maudé – BP 92116 56321 LORIENT (2) Centre de Recherche Scientifique et Technique en Soudage et Contrôle, BP 64 16002CHERAGA
(3) LGSDS – Ecole Nationale Polytechnique, 10 Avenue Hassan Badi 16200 EL HARRACH
Mots clés : transformation de phase, Ti-6Al-4V, KJMA, refroidissement continu, principe d’addivité.
Résumé
L’équation KJMA est utilisée pour décrire la cinétique de transformation de phase dans l’alliage de titane Ti-6Al-4V. Pour cela le principe d’additivité est utilisé. Ce principe consiste à considérer le refroidissement continu comme une succession de petits paliers isothermes additifs. Un essai DSC est réalisé pour suivre expérimentalement la cinétique. Le cycle thermique imposé consiste en un chauffage à 20 °C/min jusqu’à 1100 °C suivi d’un maintien à cette température pendant 20 min et finalement un refroidissement jusqu’à l’ambiante à 30 °C/min. Les microstructures avant et après l’essai DSC sont données dans la figure 1. La figure 2 montre le résultat de l’essai DSC. On constate qu’à l’état reçu la microstructure du Ti-6Al-4V est composée d’une matrice de phase α dans laquelle baignent des grains β intergranulaires. Après refroidissement à 30 °C/min, on observe une microstructure composée d’un liseré de phase α appelée αGB qui forme le long des joints de grains β/β et de lamelles de phase α appelée αWGB qui croient à l’intérieur du grain β. Pour déterminer la fraction transformée durant le refroidissement, on applique le principe d’additivité énoncé comme suit : étant donné un diagramme TTT, soit τ le temps de maintien pour atteindre une fraction f0. Ainsi, durant le refroidissement continu, lorsque
dt 1, alors la fraction transformée est f0. La figure 3 montre l’évolution de la fraction transformée en fonction de la température. Un bon accord est observé entre la fraction expérimentale et celle calculée.Fig.1: Microstructure du Ti-Al-4V: a) état reçu×500, b) refroidissement à 30 °C/min
αWGB
αGB
α
β
Journal Title and Volume Number (to be inserted by the publisher) 2
Fig.2 : Résultat de l’essai DSC Fig.3 : Microstructure du Ti-Al-4V : a) état reçu×500
800 850 900 950 1000
0,00 0,04 0,08 0,12 0,16
Heat flow (W/g)
Temperature (°C)
840 860 880 900 920 940 960 980
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
Fraction transformée
Température (°C)
Expérimentale Calculée
