thesis

Contribution à l’étude de l'effet de la répartition hétérogène des dislocations sur la plasticité cyclique de l'aluminium pur monocristallin

Defense date:

Jan. 1, 1991

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Institution:

Lyon, INSA

Disciplines:

Materials science and engineering

Authors:

Directors:

Abstract EN:

This work is concerned with the study of microscopic mechanisms which control the cyclic plasticity of pure aluminium. Fatigue test are performed on single slip oriented Al crystals at room temperature, at plastic shear strain amplitudes in the range of 10-4 ta 3 to-3. Mechanical saturation is not obtained. Instead, a hardening - softening - secondary hardening sequence is found. The Bauschinger effect which appears in aluminium deformed by cyclic straining, changes all along the fatigue loop and during the fatigue test. As soon as softening appear, deformations become located in short well defined band fragments of primary system which can be described as PSB of Aluminium fatigued at room temperature. The band microstructure contains cells elongated along the primary slip direction; bands are regularly distributed in an equiaxed cell matrix. The long range internal stress necessary to ensure the compatibility of deformation between hard and soft regions corresponding to an heterogeneous distribution of dislocations controls the cyclic plasticity and can explain the observed Bauschinger effect. These long range internal stresses due to cell structure in bands lead to the observed secondary hardening.

Abstract FR:

Notre travail a pour but de contribuer à la connaissance des mécanismes microscopiques qui contrôlent la plasticité cyclique de l'aluminium pur. L'étude a été menée à température ambiante sur des monocristaux d'aluminium orientés pour un glissement simple à des amplitudes de déformation comprises entre 10-4 et quelques 10-3. L'aluminium ne présente pas de véritable saturation mécanique. Nous sommes en présence d'une séquence durcissement adoucissement durcissement secondaire. L'aluminium fatigué présente en outre un effet Bauschinger marqué dont l'amplitude évolue le long de la boucle de fatigue. La déformation se localise d~s la période d'adoucissement dans Ide courts segments des bandes de glissement du système primaire que l'on peut assimiler à des bandes de glissement persistante (BGP) de l'aluminium. La microstructure est constituée de bandes de cellules allongées, réparties dans une matrice de cellules équiaxées. Les contraintes à grande distance liées aux incompatibilités de déformation résultant de la répartition hétérogène des dislocations jouent un rôle prépondérant sur la plasticité cyclique et expliquent la présence de l'effet Bauschinger. L'effet plus ou moins marqué de ces contraintes de compatibilité lié à l’établissement progressif dans les bandes d'une structure cellulaire est à l'origine du durcissement secondaire observé.