| Titre : | Etude et caractérisation de la réaction de recristallisation des fils d’aluminium tréfilés industriellement à E.N.I.CA.BISKRA |
| Auteurs : | Lakhdar Bessais, Auteur ; Zidani Mosbah, Directeur de thèse |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Editeur : | Biskra [Algerie] : Université Mohamed Khider, 2018 |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | Texture,Recuit de Recristallisation,Déformation par Tréfilage,Alliage AGS,résistivité électrique. |
| Résumé : |
RESUME : L’entreprise EN.I.CAB de Biskra utilise le procédé de tréfilage à froid sur plusieurs types de fils machines de différents matériaux et nuances. Notre étude a été menée sur un fil machine d'alliage d’aluminium type AGS (AA6101) le plus utilisé par l’entreprise ENICAB dans la fabrication des câbles de transport d’énergie électrique. Le but de ce travail est de comprendre l’évolution de la texture de déformation et de l’énergie stockée dans les grains lors du tréfilage à froid du fil d’aluminium destiné à des applications industrielles, ainsi que, l’influence combinée du taux de déformation et la température de recuit à 400°C pendant déférent temps de maintien sur la cinétique de recristallisation et l’évolution de la texture cristallographique locale et globale au cours de recuit de recristallisation des fils d’aluminiums tréfilés. Pour cette étude plusieurs techniques expérimentales de mesure et de caractérisation nous ont permis de mener à bien ce travail. Il s’agit de: la microscopie optique (MO), la microscopie électronique à balayage (MEB), la diffraction des électrons rétrodiffusés (EBSD), la diffraction des rayons X (FDP : figure des pôles directe), la diffraction des RX (pics), la diffraction des neutrons, la microdureté Vickers et l’analyse chimique par (EDAX), Essais de traction et des mesures de la résistivité électrique dont certaines ont permis de corréler la microstructure à la texture.
D’autre part, de nouvelles perspectives de recherche sont ouvertes dans ce sujet de recherche, comme par exemple, l’étude de la variation de l’énergie stockée après chaque taux de déformation par tréfilage par des mesures globales par calorimétrie (DSC). Ainsi, il sera utile de mener une caractérisation locale de la sous-structure de déformation et des premiers stades de la recristallisation par Microscopie électronique en transmission (MET), afin de comprendre le développement préférentiel des premiers germes présents dans la structure déformée. ABSTRACT : The company Biskra EN.I.CAB uses the process of cold wire drawing on several types of machine wires of different materials and grades. Our study was carried out on an aluminum alloy wire rod type AGS (AA6101) most used by the company ENICAB in the manufacture of electric power transmission cables. the energy stored in the grains during the cold drawing of the aluminum wire for industrial applications, as well as the combined influence of the deformation rate and the annealing temperature at 400 ° C. during deferent holding time on the kinetics of recrystallization and the evolution of the local and global crystallographic texture during the recrystallization annealing of the drawn aluminum wires. For this study several experimental techniques of measurement and characterization allowed us to carry out this work. These are: optical microscopy (MO), scanning electron microscopy (SEM), backscattered electron diffraction (EBSD), X-ray diffraction (FDP: direct poles), X-ray diffraction (Peaks), Neutron diffraction, Vickers microhardness and chemical analysis by (EDAX), Tensile tests and measurements of electrical resistivity, some of which have correlated the microstructure to the texture. On the other hand, new research perspectives are opened in this research topic, such as the study of the variation of energy stored after each deformation rate by drawing by global calorimetric measurements (DSC). Thus, it will be useful to conduct a local characterization of the deformation substructure and the early stages of recrystallization by transmission electron microscopy (TEM), in order to understand the preferential development of the first nuclei present in the deformed structure. |
| Sommaire : |
Liste des tableaux............................................................................................................ ii
Introduction générale...................................................................................................... 1 CHAPITRE 1 : Etude de Mise en Forme à Froid du fil d’aluminium AGS Partie 1: Généralité sur les alliages d’aluminium (AGS) 1 Introduction.................................................................................................................... 4 2 Présentation générale d’aluminium. …………………………………………...…....... 4 3 Propriétés mécaniques………………………….....…………………………............... 5 4 Propriétés électriques……………………………………………………..................... 5 5 Comportement en corrosion des alliages aluminium. ……………………………....... 5 6 Applications des alliages d’Aluminium……………………………....…………….... 6 7 Fabrication de l’aluminium et de ses alliages……………………...……………......... 7 7.1 Minerai………………………………………............................................................ 8 7.2 Production d’alumine…………....…………….......................................................... 8 7.3 Production de l’aluminium………………….............................................................. 8 8 Classement des alliages d’aluminium……………………............................................ 8 9. Les alliages d’aluminium corroyés……………………………………….................... 8 9.1 Composition des alliages corroyés……………………………………….................. 8 10 Alliages à durcissement par écrouissage…………………………………….............. 9 11 Alliages à durcissement structural (Série 6xxx) ………………………..................... 10 12 Effet des éléments d’aditions……………………....................................................... 11 13 Procédé de fabrication du Fil Machine………………................................................ 13 14 Procédé de tréfilage d’aluminium................................................................................ 14 15 Techniques de tréfilage ………………………......................................................... 16 15.1 Machine de tréfilage……………………….............................................................. 16 15.2 Outil de mise en forme : la Filière ……………….................................................... 17 15.3 Lubrifiant….......................….......................….......................…............................. 18 15.4 Matériaux mis en forme………………………....................................................... 20 15.4.1 Classification des fils………………………………....................................... 20 15.4.2 Sélection des alliages………………………………............................................. 20 15.4.3 Écrouissage et traitement thermique………………………….............................. 22 Partie 2: Mise en forme à froid des alliages aluminium (AGS) 1 Introduction……………………………………………………………………............ 23 2 Mécanisme de la déformation plastique…………………………………………......... 23 2.1 Déformation par glissement……………………………………………………........ 24 2.2 Déformation par maclage……………………………………………………............ 25 3 Théorie des dislocations…………………………………………………………......... 26 3.1 Type de dislocations……………………………………………………………........ 27 3.1.1 Dislocation coin……………………………………………………………............ 27 3.1.2 Dislocation vis…………………………………………………………….............. 27 4 Déplacement des dislocations………………………………………………................ 28 5 Défauts de surface……………………………………………………………............. 28 6 Défauts à trois dimensions……………………………………………………............ 29 Partie 3: Texture de déformation des alliages d’Al (AGS) 1 Introduction……………………………………………………………………………… 30 2 Texture cristallographique…………………………………………………….............. 30 3 Orientation cristallographique………………………………………………................ 30 3.1 Angles d’Euler…………………………………………………………………........ 31 4 Représentation des Textures…………………………………………………………….. 32 4.1 Figures de pôles directes et inverses…………………………………………………… 33 5 Texture de déformation par tréfilage………………………………………................. 34 Références bibliographiques………...….....………………………………………......... 36 CHAPITRE 2 : Traitements Thermiques des fils d’aluminium déformés Partie 1: Traitement thermique de recuit de recristallisation 1 Introduction…………………………………................................................................ 38 2 Traitements thermiques………………..…………........................................................ 38 3 Les Mécanismes de restauration et de recristallisation après déformation à froid................................................................................................................................... 39 3.1 Restauration................................................................................................................ 39 3.2 Recristallisation………………………....................................................................... 40 3.3 Facteurs affectant sur la cinétique de recristallisation……....…………………......... 41 3.3.1 Le taux de déformation…………………................................................................ 41 3.3.2 Les éléments d’addition et impuretés……………................................................... 42 3.3.3 Les précipités préexistants……................................................................................ 42 3.3.4 Température du recuit…………………………….................................................. 43 3.3.5 Durée de maintien…………………........................................................................ 44 3.4 Lois de la recristallisation………………………………............................................ 44 Partie 2: Texture de recristallisation des fils d’aluminium déformés 1 Introduction………………………………………....................................................... 46 2 Théories sur la formation des textures …….…..............…..……....…......................... 46 3 Texture de recristallisation des métaux CFC……………..............…..……................ 47 Références Bibliographiques……....……………............................................................. 49 CHAPITRE 3 : Matériaux et Méthodes Expérimentales 1 Introduction………..……………………………………............................................. 51 2 Choix de matériau………………..…………................................................................ 51 3 Traitements thermiques…………….………………..................................................... 53 4 Préparation métallographique…………………............................................................. 53 4.1 Découpage………………………………………....................................................... 53 4.2 Enrobage……………………………….…................................................................ 54 4.3 Polissage……………………………...……............................................................... 54 4.4 Attaque chimique…….................…………............................................................... 55 5 Techniques de caractérisation……………………….................................................... 55 5.1 Microscope optique (MO) ……………………………............................................. 55 5.2 Analyse de la microdureté……………………………............................................... 56 5.2.1 Principe de mesure………………………………................................................... 56 5.2.2 Méthode de détermination de la fraction recristallisée…….................................... 57 5.3 Microscope électronique à balayage………………................................................... 57 5.4 Analyse EDX………………………………….......................................................... 58 5.5 Essais de traction…………………………………..................................................... 58 5.6 Mesure de résistivité électrique………………………………................................... 58 5.7 Analyse par diffraction des rayons X (pics) ……………………............................... 59 5.7.1 Calcul du paramètre de maille…………………….................................................. 60 5.7.2 Méthodes du calcul de la taille de grains……………………................................. 61 5.8 Estimations de l'énergie stockée par la diffraction des neutrons............................... 61 5.9 Analyse cristallographique avec l'EBSD…………………….................................... 61 5.9.1 Préparation des échantillons de mesure ……………............................................. 61 5.9.2 Principe de mesure ……………............................................................................. 62 Références Bibliographiques…………………................................................................. 64 CHAPITRE 4 : Résultats et interprétations Partie 1 : Etude et Caractérisation de l’état tréfilé 1 Introduction……………………………….................................................................... 65 2 Analyse micrographique …………................................................................................ 65 2.1 Observation par microscope optique MO................................................................... 65 2.2 Observation par microscope électronique à balayage (MEB/EDX) .........………..... 66 3 Mesure de la microdureté………...………………………............................................ 67 4 Essai de traction et mesure de la résistivité électrique…………………….................. 68 5 Analyse par diffraction des rayons X …………………………................................... 70 Partie 2 : Etude et Caractérisation de l’état recuit des fils tréfilé 1 Introduction……………………………………............................................................ 75 2 Caractérisation microstructural par MO et MEB/EDS des fils tréfilés et recuits.......... 75 3 Analyses par microscopie électronique à balayage des fils recuits................................ 77 4 Cinétique de recristallisation Mesuree de la microdureté.............................................. 78 4.1 Mesuree de la microdureté.......................................................................................... 78 4.2 Calcul de la fraction Recristallisée……….…............................................................. 79 5 Evolution des propriétés mécaniques et électriques...................................................... 80 5.1 La résistance mécanique à la rupture.......................................................................... 80 5.2 Allongement ……….………...................................................................................... 81 6 Analyse par diffraction des rayons X............................................................................. 82 Partie 3 : Evolution de la texture de déformation 1 Introduction……….....…………………….................................................................. 85 2 Analyse par EBSD…………………………………..................................................... 85 2.1 Evolution de la microstructure et texture de déformation.......................................... 85 2.2 Fraction volumique………………………………..................................................... 88 3 Distribution du paramètre GOS …………................................................................. 89 4 Etude de l’énergie stockée……………………............................................................. 90 4.1 Mesures de neutrons : énergie stockée en fonction de l’orientation......... 90 Partie 4 : Evolution de la texture de recuit de recristallisation 1 Introduction................................................................................................................... 91 2 Analyse des tailles de grains ......................................................................................... 91 2.1 Caractérisation par : EBSD…………......……………………….............................. 91 2.2 Evolution de texture de recristallisation avec déformation........................................ 93 2.3 Evolution des fractions volumiques............................................................................ 94 2.4 Evolution de la taille des grains recristallisés............................................................. 96 2.5 Cinétique de recristallisation à 400°C.....…................................................................ 97 Références bibliographiques…......................................................................................... 99 Conclusion générale.................................................................................................. 101 Perspectives................................................................................................................... 102 Annexe............................................................................................................................ 103 |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut | Emplacement | |
|---|---|---|---|---|---|
| TH/0850 | Thèse de doctorat | BIB.FAC.ST. | Empruntable | Salle de mémoires et de théses |
Erreur sur le template
