Développement de la texture par déformation plastique

Au cours de sa mise en forme un solide polycristalin subit des déformations qui ont comme conséquences des modifications microstructurales telles que : la forme des grains, la densité des dislocations, I’orientation cristallographique des grains (1).

Lorsque les déformations sont importantes, elles donnent lieu à une orientation cristallographique préférentielle des grains dans le matériau, on dit alors que celuici est texturé. Déterminer la texture cristallographique d’un matériau polycristallin revient à déterminer les orientations cristallographiques des grains qui le constituent. Cette texture de déformarion dépend de la nature du métal et du mode de déformation (laminage, tréfilage…) .

Certaines grandeurs physiques et mécaniques d’un polycristal dépendent de la texture cristallographique en effet : dans an monocristal une grandeur physique ou mécanique est anisotrope (varie suivant la direction de mesure). Dans un polycristal lorsque les grains sont orientés au hasard I’anisotropie de chaque grain est masquée par la répartition aléatoire de leurs orientations, il y a donc quasi isotropie du matériau. L’existence d’une texture cristallographique fait apparaître une certaine anisotropie du matériau d’une façon plus ou moins marquée suivant la nature et le degré d’orientation des grains.

Détermination de la texture du fil 

Depuis de nombreuses années, l’étude de la texture du fil a fait I’objet de nombreux travaux. Ces études ont été réalisées par différentes méthodes de mesures. En 1927, Schmid et Wasserman (13,14) ont mesuré la texture du fil de différents métaux par la méthode de Debye_Scherrer ( fils placés perpendiculairement au faisceau incident ). trs ont mis en évidence une variation de la nature de la texture entre le coeur et la surface du fil. En 1930, A.Claassen (15) et A.J.Bradly (16) ont introduit pour la première fois des corrections sur les intensités mesurées sur un fil de diamètre supérieur à 1 mm en prenant en compte la géométrie du fil. Ces corrections sont améliorées successivement par K.Weber (17),Carpenter (18), C.W.Dwiggins (19,20) et V.F.Sears (21). En 1959 Freda et Cullity (22) ont étudié la texture de fil d’aluminium, d’argent et de fer à I’aide d’un enregistrement de I’intensité diffractée en fonction de la déclinaison du fil. Les résultats de toutes ces études montrent I’existence d’un gradient de texture le long du diamètre du fil.

Ces méthodes sont toutes basées sur des mesures réalisées sur un échantillon formé par un fil unique dont le diamètre est supérieur à 1 mm. Dans le cas de fils de petits diamètres, tels que le steelcord, I’intensité diffractée par un seul fil est insuffisante pour étudier sa texture  Il est donc nécessaire de travailler sur des échantillons formés de plusieurs fils. Toutefois cette technique est confrontée au problème du volume diffractant qui est variable en fonction de la position de l’échantillon au cours de la mesure .Pour résoudre ce problème plusieurs solutions ont été proposées :

mesurer la texture globale du fil par diffraction des  neutrons 

Cette méthode ne permet pas de déterminer.les variations de texture le long du diamètre du fil et en aucun cas d’avoir un renseignement sur la texture locale.

rendre la surface de mesure plane

Plusieurs études ont été réalisées en utilisant des échantillons de fils rendus plans à I’aide de différentes techniques. Linssen, Mengelberg, et Stûwe (24) en perçant des fils d’Al, de Cu et de laiton, de diamètres variant entre 4,5 mm et 5 mm, ont pu étudier d’une part la texture de surface en déroulant la coquille superficiellet d’autre part la texture du coeur en découpant lazone centrale en des petits rectangles qu’ils ont collés côte à côte. Pour étudier la texture de torsion des fils perlitique de diamètre variant de 2 à 16 mm, Kanetsuki et Ogawa (25) ont utilisé une méthode très proche à celle du Stûwe. Ils ont préparé leurs échantillonselon deux techniques; I’une consiste à percer le fil et à briser le cylindre obtenu en fines lamelles disposées cote à cote, I’autre consiste à prélever des et coller tranches de forme rectangulaire de la zone centrale .

Bruit de fond du ravonnement blanc

Les différentes longueurs d’onde provenant du rayonnement blanc sont diffractées par I’ensemble des plans cristallins de l’échantillon sur un domaine angulaire continu. Ceci est une des causes principales du noircissement des films photographiques des clichés de poudres. Il est difficile dans ce cas, ou une multitude de longueurs d’onde participent à la diffraction de définir une relation entre la valeur du Bdf et le volume diffractant que nous avons défini précédemment. Nous avons donc choisi de mesurer le Bdf en fonction du volume diffractant. Ce Bdf est mesuré de part et d’autre de la raie de diffraction.

Bruit de fond de la cémentite

La cémentite orthorhombique possède un nombre important de raies de diffraction qui sont noyées dans le Bdf .Pour un angle de diffraction 2θ + Δθ donné, elles proviennent même volume diffractant que la raie de diffraction de la ferrite mesurée à I’angle 2θ+Δθ. L’intensité provenant de la cémentite est donc proportionnelle au volume diffractant.

Mesure de bruit de fond sur un échantillon plan

Nous venons de voir que I’intensité du Bdf est fonction d’un volume de fluorescence, d’un volume diffractant associé au rayonnement blanc et du volume diffractant de la cémentite. On pourrait supposer que I’intensité du Bdf provenant de l’échantillon est influencée par la texture puisqu’elle dépend de la diffraction du rayonnement blanc. Pour confirmer ou infirmer cette hypothèse nous avons effectué des mesuies de Bdf sur deux échantillons plans : I’un isotrope constitué d’un comprimé de poudre de fer, I’autre texturé qui est une tôle d’acier doux laminée .