Ingénierie des joints de grain pour des propriétés mécaniques améliorées dans les alliages de titane TWIP – GRAFITI

Les alliages de titane TWIP (twinning induced plasticity – déformation par maclage mécanique) ont permis de considérablement améliorer les propriétés d’écrouissage de cette famille de matériaux stratégique. L’effet TWIP peut être obtenu en diminuant, de manière contrôlée, la stabilité de la phase ? (cubique centrée). Ce mécanisme vient en complément du glissement des dislocations, et permet d’obtenir un large écrouissage. Cependant, ces matériaux souffrent encore d’une limite d’élasticité faible. Une manière d’améliorer cette propriété, sans renoncer à la simplicité du système d’étude, est de travailler sur l’optimisation de la microstructure initiale, et en particulier de l’influence des joints de grains sur le maclage mécanique. En effet, les joints de grain interagissent constamment avec les macles lors de la plasticité, de leur germination à une éventuelle transmission de la macle au grain voisin. Bien que les joints de grain semblent être un paramètre de premier plan, peu d’études s’y sont intéressées, et ne concernent que l’aspect mécanique du transfert de macle à un grain voisin, sans considérer d’autres paramètres, comme une possible ségrégation chimique au joint. Dans cette étude, les alliages Ti-15Mo, Ti-15Mo-xO et Ti-15Mo-1.5Sn seront analysés et comparés, afin de comprendre et quantifier l’influence des joints de grain sur la germination et la transmission des macles. En particulier, les effets de l’angle de désorientation du joint de grain (faiblement ou fortement désorienté), et son état à l’équilibre ou pas (après un processus simulant la forge, par exemple), seront considérés. Grâce aux résultats obtenus, des stratégies de contrôle et d’amélioration de propriétés mécaniques ciblées - comme la limite d’élasticité - par ingénierie des joints de grain seront proposées et mises en placedans une preuve de concept, afin de proposer de nouvelles voies d’amélioration des alliages de Ti TWIP.