Microtexture tracking in hot deformed polycrystalline aluminium
Suivi de microtextures dans l'aluminium en grande déformation à chaud
Résumé
This work aims to better understand the development of deformation crystallographic textures in aluminium alloys, and thus to improve their modeling. An original method used is to follow the rotations of individual grains in a polycrystal during deformation.
The experimental approach, called "microtexture tracking", is based on the use of a "split sample" deformed at 400°C in several passes of plane strain compression, combined with the EBSD technique for the local orientation analysis of the grains on the median surface of the sample during deformation. 176 grains could be followed, up to a strain of 1.2.
The data (typically 3000 orientations per grain) provide the average grain rotations, which directly contribute to the texture development. They are described in terms of rotation angle and axis, but also rotation path. In-grain disorientations are characterized and related to strain accommodation mechanisms. Moreover, an effect of grain interaction is examined to extend the modeling accuracy.
A wide range of models are studied, notably the Taylor model and a Taylor-type model (RSI). It is shown that the Taylor model provides a first-order agreement for the rotations of the individual grains. The discrepancies can be attributed partly to grain interaction. The RSI model accounts for grain interaction, but not sufficiently. These new and original data are now available to improve crystal plasticity models.
The experimental approach, called "microtexture tracking", is based on the use of a "split sample" deformed at 400°C in several passes of plane strain compression, combined with the EBSD technique for the local orientation analysis of the grains on the median surface of the sample during deformation. 176 grains could be followed, up to a strain of 1.2.
The data (typically 3000 orientations per grain) provide the average grain rotations, which directly contribute to the texture development. They are described in terms of rotation angle and axis, but also rotation path. In-grain disorientations are characterized and related to strain accommodation mechanisms. Moreover, an effect of grain interaction is examined to extend the modeling accuracy.
A wide range of models are studied, notably the Taylor model and a Taylor-type model (RSI). It is shown that the Taylor model provides a first-order agreement for the rotations of the individual grains. The discrepancies can be attributed partly to grain interaction. The RSI model accounts for grain interaction, but not sufficiently. These new and original data are now available to improve crystal plasticity models.
Ce travail vise à améliorer la compréhension du développement des textures cristallographiques de déformation dans les alliages d'aluminium, et ainsi améliorer leur modélisation. La méthode originale adoptée consiste à suivre les rotations de grains individuels dans un polycristal en cours de déformation.
L'approche expérimentale, nommée "suivi de microtextures", s'appuie sur l'utilisation d'un "échantillon tranché" déformé en compression plane à 400°C, appliquée en plusieurs passes, et de la technique EBSD pour l'analyse des orientations locales des grains sur la surface médiane de l'échantillon au cours de la déformation. 176 grains ont ainsi pu être suivis, jusqu'à une déformation de 1.2.
Les données obtenues (classiquement 3000 orientations par grain) donnent accès aux rotations moyennes des grains, lesquelles contribuent directement à la formation de la texture. Elles sont décrites en termes d'angle et d'axe de rotation, mais aussi de chemins de rotation. Les désorientations intragranulaires sont caractérisées et rattachées aux mécanismes d'accomodation des déformations. De plus, un effet d'interaction intergranulaire est mis en évidence afin d'améliorer les modèles.
Une large gamme de modèles sont étudiés, notamment le modèle de Taylor et un modèle de type Taylor (RSI). Nous montrons que le modèle de Taylor fournit un accord au premier ordre pour les rotations des grains individuels. Les désaccords peuvent être attribués en partie à l'interaction intergranulaire. Le modèle RSI permet de rendre compte de cette interaction, mais pas suffisamment. Ces données, nouvelles et originales, sont maintenant disponibles pour améliorer les modèles de plasticité cristalline.
L'approche expérimentale, nommée "suivi de microtextures", s'appuie sur l'utilisation d'un "échantillon tranché" déformé en compression plane à 400°C, appliquée en plusieurs passes, et de la technique EBSD pour l'analyse des orientations locales des grains sur la surface médiane de l'échantillon au cours de la déformation. 176 grains ont ainsi pu être suivis, jusqu'à une déformation de 1.2.
Les données obtenues (classiquement 3000 orientations par grain) donnent accès aux rotations moyennes des grains, lesquelles contribuent directement à la formation de la texture. Elles sont décrites en termes d'angle et d'axe de rotation, mais aussi de chemins de rotation. Les désorientations intragranulaires sont caractérisées et rattachées aux mécanismes d'accomodation des déformations. De plus, un effet d'interaction intergranulaire est mis en évidence afin d'améliorer les modèles.
Une large gamme de modèles sont étudiés, notamment le modèle de Taylor et un modèle de type Taylor (RSI). Nous montrons que le modèle de Taylor fournit un accord au premier ordre pour les rotations des grains individuels. Les désaccords peuvent être attribués en partie à l'interaction intergranulaire. Le modèle RSI permet de rendre compte de cette interaction, mais pas suffisamment. Ces données, nouvelles et originales, sont maintenant disponibles pour améliorer les modèles de plasticité cristalline.
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