Abstract FR:

Ce travail porte sur l'evolution conjointe des proprietes microstructurales et mecaniques de la poudre de fer obtenue apres broyage mecanique puis soumise a des traitements de recuit thermiques sous vide ou de nitruration par diffusion d'azote. L'etude de l'evolution de la structure specifie dans quelles conditions sont obtenus, puis maintenus, les differents caracteres qui qualifient le materiau de milieu nanocristallin. Passe un premier stade, la poursuite du broyage mecanique parait peu efficace en ce qui concerne l'evolution de l'etat cristallin ; par contre il apparait quasi evident qu'il agit sur le volume des joints de grains. Une distinction de proprietes entre deux groupes de familles de plans est egalement mise en evidence : ceci est a relier a une anisotropie des proprietes mecaniques du cristal. Parallelement a la transformation de la structure, le broyage conduit au durcissement de la poudre de fer, different suivant le milieu dans lequel le broyage est effectue. L'etude de la compressibilite de ces materiaux, broyes puis recuits, montre la validite de plusieurs modeles dans le cas des poudres nanostructurees. Leur application conduit a chiffrer la variation de la limite elastique et de l'indice d'ecrouissage, grandeurs qui evoluent fortement en fonction de la microstructure. Les essais de nitruration effectues dans une enceinte de haute pression isostatique conduisent a la formation de la phase -fe 4n. La temperature et la pression seuils de ce phenomene ont ete precisees. Le pourcentage de phase nitruree (-fe 4n) formee est lie a l'etat d'avancement du broyage. La nitruration sous plasma d'ammoniac induit la croissance de deux types de nitrures, dont la phase -fe 4n tres majoritaire. Le pourcentage de cette phase est variable selon la temperature et l'etat structural obtenu apres un broyage prealable. Dans des conditions experimentales bien precises, on obtient la nitruration quasi totale et un materiau conservant la structure nanometrique.