Étude théorique et expérimentale des microstructures martensitiques dans les alliages à mémoire de forme - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2011

Étude théorique et expérimentale des microstructures martensitiques dans les alliages à mémoire de forme

Didier Delpueyo
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 911002

Résumé

The name of Shape Memory Alloy (SMA) recovers certain number of metallic materials which di er as much by their chemical composition as by their thermo-mechanical treatment of shaping. They own every similar characteristics, but each are adapted to a precise use. From this point of view, they can be globally classi ed in two groups of application : the memory e ect materials and the superelastic materials. These two mechanical properties exist in fact generally for the same SMA, but for the temperatures of di erent use The objective of this report is the study of the microstructural mechanisms which are at the origin of these two properties. They take their source in a physical phenomenon of change of solid-solid phase named Martensitic Transformation. The phase mother (austenite) possesses a crystalline structure BCC (Bold Centred Cubic) for all the known AMF. The martensitic transformation has the e ect of breaking this symmetry. It gives birth to new crystalline structures which are mainly a function of the chemical composition of the AMF. The present work treats with the understanding of the spatial organization of the phases austenite and (variants of) martensite (microstructures) existing in the SMA. In one rst part, this thesis proposes an evolution of the notion of Coherent Stress Free (CSF) : a martensitic microstructure can be no CSF with no constraint (no - CSF) and to exist in the material without creating too many mechanical irreversibilities. The quali er microstructure almost compatible is proposed. Second part of this thesis proposes to observe and study martensitic microstructures obtained under mechanical loads in a single crystal of SMA by coupled full eld measurement : temperature el (IR camera ) and strain eld (kinematic camera).
Le nom d'alliages à Mémoire de Forme (AMF) recouvre un certain nombre de matériaux métalliques qui di èrent autant par leur composition chimique que par leur traitement thermo-mécanique de mise en forme. Ils possédent tous des caractéristiques similaires, mais sont chacun adaptés à une utilisation précise. De ce point de vue, ils peuvent être globalement classés en deux groupes d'application : les matériaux à e et mémoire et les matériaux superélastiques. Ces deux propriétés mécaniques existent en fait généralement pour un même AMF, mais pour des températures d'utilisation di érentes. L'objectif de ce mémoire est l'étude des mécanismes microstructuraux qui sont à l'origine de ces deux propriétés. Elles prennent leur source dans un phénomène physique de changement de phase solide-solide nomméTransformation Martensitique. La phase mère (austénite) possède une structure cristalline BCC (Bold Centred Cubic) pour tous les AMF connus. La transformation martensitique a pour e et de rompre cette symétrie. Elle donne naissance à de nouvelles structures cristallines qui sont fonctions principalement de la composition chimique de l'AMF. Le présent travail traite de la compréhension de l'organisation spatiale des phases austénite et (variantes de) martensite (microstructures) existant dans les AMF. Dans une première partie, cette thèse propose une évolution de la notion de compatibilité cristallographique : une microstructure martensitique peut être non-compatible à contrainte nulle (non-CSF) et exister dans le matériau sans pour autant créer trop d'irréversibilités mécaniques. Le quali catif microstructure presque compatibles est proposé. La seconde partie de cette thèse se propose d'observer et d'étudier des microstructures martensitiques obtenues sous chargements mécaniques dans un monocristal d'AMF par des techniques de mesure de champs couplées : champs de température (caméra IR) et de déformation (caméra cinématique).
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Dates et versions

tel-00626616 , version 1 (26-09-2011)
tel-00626616 , version 2 (07-10-2011)
tel-00626616 , version 3 (08-11-2011)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00626616 , version 1

Citer

Didier Delpueyo. Étude théorique et expérimentale des microstructures martensitiques dans les alliages à mémoire de forme. Mécanique [physics.med-ph]. Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2011. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00626616v1⟩
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