Localisation de la déformation plastique en lien avec la microstructure dans les alliages de titane – PLASLOTI

Des techniques de caractérisation récemment développées seront utilisées pour répondre à la problématique. D’une part, les mécanismes de déformation plastique seront analysés par une technique de corrélation d’images à haute résolution spatiale. Cette étude sera basée sur l’utilisation de micrographies obtenues en microscopie électronique à balayage afin d’accéder aux caractéristiques de la déformation à l’échelle de la microstructure. En particulier, l’identification des systèmes de glissement et le cisaillement associé aux évènements de plasticité seront des informations clefs. D’autre part, les interactions entre les bandes de glissement et joints de grains seront examinées par microscopie électronique en transmission. Ces analyses seront effectuées dans un microscope électronique à balayage, et permettront de rationaliser les résultats extraits à partir des données de corrélation d’images numériques.

A l’heure actuelle, l’essentiel des procédures expérimentales a été mis en place pour acquérir les données de base pour l’analyse de la localisation plastique en lien avec la microstructure. Cela inclut la caractérisation de la microstructure, des propriétés mécaniques, les champs cinématiques résultant de la déformation des échantillons et l’imagerie des structures de dislocation dans des zones d'intérêt.

Ces méthodes seront exploitées pour améliorer la compréhension des interactions entre plasticité et microstructure à l’échelle mesoscopique. Ces aspects sont essentiels pour avoir une meilleure prédiction des propriétés mécaniques, et en fatigue en particulier. De plus, ces données permettront d’alimenter des modèles de plasticité cristalline plus riches en termes de description du rôle des interfaces dans la déformation des polycristaux. De telles données sont précieuses et à mettre en regard du développement récent de modèles incluant une prise en compte plus avancées des interactions entre plasticité et interfaces.

A l’heure actuelle, l’avancée des travaux a été l’objet d’une communication par affiche au congrès français de mécanique 2023 :
Etude de la plasticité à l’échelle de la microstructure dans le Ti-6Al-4V, T. Yvinec, V. Valle, S. Hémery, CFM 2022 (poster)

Dans l’objectif d’améliorer les performances des alliages de titane dans leurs conditions d’utilisation, il est nécessaire de comprendre les relations entre la déformation plastique et la microstructure. Dans ce projet, les interactions entre les bandes de glissement et les joints de grains seront investiguées de manière statistiquement représentative via des techniques nouvelles afin d’acquérir une capacité prédictive des processus de déformation. En particulier, un doctorant va mettre en place l’utilisation d’une méthode récente de corrélation d’images numériques (H-DIC) pour la quantification des champs mécaniques à l’échelle des bandes de glissement et à proximité des joints de grains. Des informations complémentaires sur les processus et mécanismes de déformation actifs à fine échelle seront obtenues par imagerie en transmission via un microscope électronique à balayage. La connaissance combinée des champs mécaniques ainsi que des modes de déformation actifs permettra d’améliorer la compréhension de la compétition entre mécanismes de déformation et d’ouvrir des perspectives de prédiction. Ceci sera permis par la collaboration de V. Valle, professeur et développeur du code de H-DIC, et de F. Hamon, ingénieure en charge de la microscopie électronique à l’Institut Pprime.