CROISSANCE ET JOINTS DE GRAINS

CROISSANCE ET JOINTS DE
GRAINS

Introduction 

La plasticité c’est la propriété que possède un matériau de pouvoir être déformé et de conserver la déformation acquise, après la suppression de l’effort qui l’a provoquée : la déformation est dite plastique. Dans cette étude, on s’intéresse particulièrement aux procédés de mise en forme à froid par la déformation plastique, cette dernière entraine des changements visibles de formes, des changements en plus de microstructure de propriétés physiques et mécaniques. Le contrôle de l’évolution de la microstructure joue un rôle important dans l’optimation de ces propriétés pour contrôler la microstructure et restaurer la propriété que le métal possédait avant la déformation. I-2- L’état de déformation : A l’état de déformation, l’échantillon étudié subit une déformation plastique par laminage à froid. Dans le processus de mise en forme, l’étape de laminage à froid constitué de deux rouleaux tournant en sens inverse et dont l’écartement permet d’obtenir l’épaisseur de l’échantillon souhaitée. Figure (I-1)Le laminage provoque des modifications des structures et influe directement sur les propriétés structurelles du matériau, comme les changements morphologiques de l’ensemble des grains et les évolutions des orientations cristallographiques Figure (I-2).La déformation plastique du matériau peut se produire grâce aux défauts linaires et les dislocations, et essentiellement régit par le glissement de dislocations et renouvelée par le mécanisme de multiplication. En effet la déformation à froid entraine une importante augmentation de la densité de dislocations sous forme d’énergie stockée, cette énergie est donnée par l’équation suivant : citée par [3] (I-2) (I-3) et (I-4) c : une constance sans dimension de l’ordre 0.5 b : le vecteur de burgers ; R : rayon des sous-grains. : la densité de dislocation ; α : facteur géométrique : L’énergie des sous-joints. La création et la présence des dislocations est importante pour faciliter le mécanisme de déformation plastique donc, moins il ya de dislocations plus il ya de déformation possible. Au cours de la déformation à froid, les dislocations s’organisent et se réarrangent pour former des configurations plus stables. Toutes ces évolutions liées au taux de déformation et les conditions de déformation (la température, la vitesse et le mode de déformation) dont résultent la modification et le changement des formes des grains, ainsi qu’une influence sur le déroulement de la recristallisation. 

Diminution de l’énergie libre (Gibse) et la création des défauts 

 Lorsqu’ un matériau cristallin est déformé plastiquement, il crée une quantité importante de défauts, qui s’éliminent en grande partie, soit pendent la déformation (restauration) soit lors d’un recuit. Lorsqu’ on augmente la température, l’énergie libre peut baisser par la réduction et la réarrangement des défauts de réseaux et les atomes s’élèvent jusqu’à la barrière qui les sépare de l’état d’équilibre perdu lors de la déformation, toutes ces évolutions se produisent par certains processus qui diminuent l’énergie libre. Les processus fondamentaux qui peuvent approcher le matériau à un état équilibre sont essentiellement les suivants : 

1) – L’annihilation en particulier les défauts ponctuels.
 2) – L’annihilation des dislocations de signes opposés et le rétrécissement des boucles des dislocations.
 3) – le réarrangement des défauts et dislocations pour former des configurations énergétiques plus favorables (stables). 
4) – L’absorption des défauts et dislocation par les joints des grains migrant à travers le métal. 
5) – La réduction de la superficie totale de la frontière des grains. Les processus(1) et (2) sont appelés restauration et le processus (4) et (5) représentent le phénomène de recristallisation (migration des joints à grand angle) alors que le processus (3) constitué le premier stade de recristallisation dit germination, cette dernière qui conduit à la formation des nouveaux joints de grains.

La restauration 

 La restauration est un état qui permet de diminuer les défauts qui sont crées lors de la déformation plastique pour former des configurations énergétiques plus stables. Ce phénomène défini comme un processus thermique qui se produit dans le matériau déformé. Au cours de cette étape, on n’a pas de création de nouveaux grains et sans migration des joints à grande angle .Il est également possible le recouvrement et le rétablissement des propriétés mécaniques ou physiques du matériau déformé (Figure I-3). Le mécanisme de restauration permet un adoucissement du matériau par le réarrangement et l’annihilation des défauts cristallins et des dislocations.