Magister en Physique Salim Baidi Thème - Université de Batna

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II.3. Evolution des propriétés des alliages à mémoire de forme La transformation martensitique induit des mécanismes de dégradation propres aux alliages à mémoire de forme. En fonction des conditions de cyclage (contrainte, déformation, vitesse de déformation, le changement de température) des évolutions importantes des propriétés sont observées, on parle alors de fatigue thermomécanique. Le second phénomène dit vieillissement, qui constitue une limitation importante pour l'emploi des AMF, est le résultat des modifications microstructurales (précipitation, changements du degré d'ordre) qui se produisent en cours de cyclage ou lors de maintien à une température donnée [22]. II.3.1. Fatigue thermomécanique La fatigue des AMF trouve son origine dans les changements structuraux parasites induits soit par des changements cycliques mécaniques ou par un cyclage thermique dans l'intervalle de transformation compris entreT > AF T2 < M F 1 et [3,5]. Actuellement, il n'existe pas de méthode standard pour évaluer la durée de vie des AMF. En fonction du mode de changement (thermique ou mécanique) et du domaine de température (fatigue en phase haute ou basse température), on distingue plusieurs modes de fatigue possible (tableau II.1) [22]. Température F M T < F A T > F A T > Contrainte S σ Cyclage mécanique Cyclage thermique Réorganisation des variantes de martensite σ> S σ σ< Formation sous contrainte de la martensite Fabrication classique en phase austénitique Cyclage thermique entre les domaines de stabilité des deux phases Tableau II.1: Différents modes de fatigue dans les alliages à mémoire de forme [22] Dans tous les cas les mécanismes de fatigue sont liés à une accumulation des défauts engendrés par les transformations successives, et plus particulièrement, la
formation de structures dislocation et la création de défauts de surface (extrusion, intrusion). Les dislocations et les joints de grains ne sont pas les seuls défauts jouant un rôle important dans le phénomène de fatigue, il y a aussi [5]: v Les dislocations qui ont été modifiées par la transformation de phase. v Les zones de désordre et les parois de domaines d'antiphase dans la phase haute température. v L'existence de martensitique résiduelle en phase β v Les interfaces austénite / martensite. v Les interfaces inter-variantes, les joints de macle à l'intérieur de la martensite. Ces évolutions microstructurales modifient les températures de transformation (avec des amplitudes pouvant atteindre jusqu'à 30 K), et conduisent à une dégradation de la reprise de forme (réduction de la déformation recouvrable, chute de la contrainte de recouvrement), ainsi qu'une modification des caractéristiques super-élastiques. II.3.2. Vieillissement Bien que la transformation martensitique s'effectue sans diffusion, la martensite conserve l'arrangement atomique hérité de l'austénite. Une telle distribution dépend de l'histoire thermomécanique du matériau et n'est pas, en général, la plus stable possible pour la phase basse température. Pour cela, une remise en ordre partielle se produit avec une cinétique qui dépend de la température à la quelle l'alliage est maintenu. Ceci modifie les températures de transformation et stabilise la martensite. Ce mécanisme est appelé stabilisation à basse température. Pour des températures plus élevées ou dans des alliages peu stables, la martensite évolue vers des phases plus stables: c'est le mécanisme de décomposition à haute température. Ces deux processus de stabilisation sont en général nuisibles pour les applications, ils modifient les propriétés d'usage de l'alliage et peuvent même conduire à une suppression totale de l'effet mémoire de forme [22].
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physique III.vol 1.n° 11 p 25-34,
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1989. [63] L. Contardo, These De Do
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[104] E.F. Emley, Principles of Mag
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Si- . Al-Sb . Ti-
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