Forgeabilité des aciers inoxydables austéno-ferritiques

tel-00672279, version 1 - 21 Feb 2012
Résumé étendu 231
γ
δ
Surface de rupture
a) b)
δ
γ
Fig 8. Micrographies optiques qui montrent que les cavités germent par décohésion partielle au niveau
des interfaces δ/γ et que les fissures ne se propagent jamais dans la phase austénitique; a)
micrographie proche de la rupture d’une éprouvette pré-entaillée ; b) micrographie proche des
rives, c'est-à-dire des zones endommagées sur une tôle industrielle. Les sites d’endommagement
sont entourés en rouge.
Toutes nos observations et caractérisations nous ont conduis à proposer un mécanisme de rupture
qui s’opère par germination, croissance puis coalescence des cavités, conduisant à la rupture com-
plète de l’éprouvette. Ce mécanisme s’applique aussi bien pour D1 que pour D2. Des essais de micro-
dureté ont mis en évidence les mécanismes d’adoucissement impliqués dans chacune des deux
phases, et suggèrent une partition des déformations entre la ferrite et l’austénite à haute température
avec un effet plus significatif pour l’acier D2, cela sera étudié en détails dans le chapitre IV. Cepen-
dant, il faut noter que les résultats étaient entachés d’une forte dispersion. Cette dispersion a été attri-
buée aux gradients de microstructure observés dans l’épaisseur des brames brutes de solidification
(variation de la proportion des phases et de la taille des lattes d’austénite en fonction de la position
dans l’épaisseur des brames). Ce dernier commentaire suggère que des résultats plus précis sont
probablement accessibles à condition de tester des microstructures plus homogènes. Nous avons
alors fabriqué des microstructures modèles et appliqué la même technique.
Génération de microstructures modèles
Dans cette partie, nous nous sommes attachés à fabriquer des microstructures modèles, plus ho-
mogènes que celles présentes dans les brames brutes de coulée, et dans lesquelles nous contrôlions
très bien :
DN
(i) la morphologie de l’austénite (équiaxe ‘E’ ou Widmanstätten ‘W’),
(ii) la fraction volumique des phases ;
(iii) les tailles caractéristiques des microstructures (taille des lattes d’austénite de Widmanstätten
ou taille des grains équiaxes d’austénite).
Cela nécessite de suivre des chemins thermiques appropriés, deux exemples sont donnés à la Fig 9
ainsi que les microstructures qui en résultent.
δ
DT
γ