| Titre : | Comportement lors du fluage d’un alliage d’aluminium AGS |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Editeur : | Université Mohamed Khider- Biskra, 2020 |
| Langues: | Français |
| Résumé : |
Le but de ce travail est de présenter l’effet du vieillissement à 200 °C sur le comportement au
fluage et le durcissement structural de l’alliage d’aluminium durcissable 6101 fabriqué par le tréfilage. Les fils obtenus sont utilisés dans les câbles aériens pour le transport de l’électricité. Les tests isothermes de fluage ont été effectuées sous une contrainte constante de 100 MPa et à une température de 150 °C. Des essais de traction et microdureté Vickers ont été également appliqués pour étudier le comportement mécanique de l'alliage vieilli. Des micrographies des fils fracturés après le test de fluage ont été réalisées par microscope électronique à balayage. La résistivité électrique du matériau étudié a été mesurée aux différents temps du traitement de vieillissement. Des observations au microscope optique ont été effectuées sur les échantillons, avant et après le test de fluage pour évaluer le changement microstructural. L’examen par diffraction de rayons X de l’alliage 6101, a été effectué pour caractériser et observer tous les changements structuraux du matériau au cours des différents traitements thermiques. Une relation a été établie entre la séquence de précipitation, les propriétés mécaniques et la résistivité électrique de l'alliage d'aluminium 6101 vieilli. Les propriétés optimales ont été déduites |
| Sommaire : |
Table des matières………………………………………………………………………… i
Liste des figures……………………………………………..………………………….…. v Liste des tableaux ……………………………………………………………………….... x Liste des symboles……………………….…………………………...……………………. xi Introduction générale ……………………………………………………………….......... 01 CHAPITRE I L’ALUMINIUM ET SES ALLIAGES Introduction………………………….………………………….………………………. 07 I.1 L’histoire de l’aluminium ………………………….…………………………… 07 I.2 Aluminium et ses alliages………………………….…………………………….. 08 I.2.1 Les propriétés de l’aluminium………………………….………...…………… 08 I.2.2 Applications de l'aluminium et de ses alliages …………………………….... 11 I.2.3 Les alliages d’aluminium………………………….…………………………... 14 I.3 Alliage d’aluminium série 6XXX……………………………………………… 16 I.3.1 Présentation générale………………….……………………………….............. 16 I.3.1.1 Éléments d'alliage dans les conducteurs d’alliages 6XXX………………. 16 I.3.2 Procédé de fabrication des fils conducteurs en alliage d’aluminium 6XXX 17 I.3.3 Procédé de tréfilage des fils conducteurs en alliage d’aluminium 6XXX…. 20 I.3.3.1 Introduction………………………………………………………………. 20 I.3.3.2 Définition………………………………………………………………… 20 I.3.3.3 Paramètres de tréfilage…………………………………………………… 20 I.3.3.4 Principe du tréfilage……………………………………………………… 21 I.3.4 Propriétés requises pour les conducteurs en alliage d’aluminium 6xxx…... 22 I.3.5 Propriétés électriques des alliages conducteurs en alliage d’aluminium 6xxx…….………………………….………………………….………………… 23 I.3.6 Propriétés mécaniques des alliages conducteurs en alliage d’aluminium 6xxx……..………………………………………………………………………. 24 I.3.7 Propriétés microstructurales de la série 6XXX…………………………........ 29 I.3.7.1 Présentation des séquences de précipitation…………..….……..………... 30 I.3.7.2 Système ternaire Al-Mg-Si ..…………………………………………....... 33 Conclusion…………..…………..…………..…………..…………..…………………… 34 Références bibliographiques…………..…………..…………..…………..………… 36 ii CHAPITRE II THEORIE DE FLUAGE Introduction…………..…………..…………..…………..…………..…………..……... 40 II.1 Les essais mécaniques…………..…………..…………..………………..……… 40 II.1.1 Généralités………………………………………………………………......... 40 II.1.2 Essai mécanique sous charge variable ………............................................... 40 II.1.2.1 Essai de traction ……………………………………..………….…...... 40 II.1.2.2 Courbe d’essai de traction…….………..……………………………… 41 II.1.3 Essai mécanique sous charge constante ……………………………............. 42 II.1.3.1 Essai de fluage …................................................................................... 42 II.1.3.1.1 Définition ……………………………………….…………. 42 II.1.3.1.2 Principe…………………………………………………....... 42 II.1.3.1.3 Machines de fluage…………………………………….….... 43 II.1.3.1.4 Éprouvettes………………………………………………..... 44 II.1.3.1.5 Mesure des déformations………………………………........ 46 II.1.3.1.6 Courbe de fluage…………………………………………..... 46 II.1.3.1.7 Différents stades de fluage………………………………….. 47 II.1.3.2 Mécanismes de fluage…………………………………………………. 47 II.1.3.2.1 Mécanismes à hautes températures……………………......... 47 II.1.3.2.2 Mécanismes à basses températures……………………….… 48 II.1.3.3 Carte d'Ashby…….……………………………………………………. 49 II.1.3.4 Facteurs métallurgiques affectant le fluage…………………………… 50 II.1.3.4.1 Solution solide…………………………………………....… 50 II.1.3.4.2 Précipités………………………………………………….... 50 II.1.3.4.3 Taille des grains……………………………………………. 51 II.1.3.5 Influence de la contrainte et de la température……………...…............ 53 II.1.3.6 Relations entre les paramètres mécaniques et l’existence de sous grains………………………………………………………………….. 56 II.1.3.7 Lois de comportement du fluage………………………………………. 57 II.1.3.8 Endommagement par fluage……………………………………........... 58 II.1.3.9 Modèles théoriques d'extrapolation…………………………………… 60 II.1.3.9.1 Modèle Larson-Miller, MLM……………………................. 60 II.1.3.9.2 Modèle Manson-Haferd, MMH…….………………………. 60 II.1.3.9.3 Modèle Degui……………………………………………….. 61 II.1.3.9.4 Modèle D. Snedden…………………………………………. 61 II.2 Fluage de l’aluminium…………………………..………………………………. 61 II.2.1 Effets de la température et de la contrainte sur les conducteurs d’aluminium et ses alliage……………………………………........................ 62 II.2.2 L’influence des quantités de particules et de solutés en Fe sur la résistance au fluage ……………………........................................................... 70 iii II.2.3 L’effet de l'addition de Sc sur le comportement au fluage des câbles en alliage Al-0,7 Fe……................……................……................……................. 71 Conclusion………….....................……............…………................................................. 72 Références bibliographiques………….....................…………................................... 73 CHAPITRE III MATERIAUX ETUDIES ET TECHNIQUES DE CARACTERISATION Introduction …………………………………………………………………...………... 75 III.1 Présentation de l’alliage d’aluminium……………………………………... 75 III.1.1 Traitements thermiques ………………………………….………………... 76 III.1.1.1 Traitements thermiques effectuées au fils d’alliage d'aluminium 6000…………………………………….…………………………... 76 III.2 Techniques de caractérisation structurale du matériau……………...... 78 III.2.1 Préparation des échantillons d’usinage …………………….....………..... 78 III.2.2 La microscopie optique (MO)……… ………………... …………...…....... 78 III.2.3 Microscopie électronique à balayage (MEB) ……………………………. 79 III.2.3.1 Principe de fonctionnement du MEB…………………………......... 80 III.2.4 Diffraction des rayons X…………………………...….…………………... 80 III.3 Technique de caractérisation électrique du matériau………………...... 82 III.3.1 Résistivité électrique……………….………………………………………. 82 III.4 Techniques de caractérisation du comportement mécanique du matériau……………………………………………………………………………. 83 III.4.1 Mesure de Micro-dureté…………………………………………………… 83 III.4.2 Les essais de tractions………………………………………………….…... 84 III.4.3 Les essais de fluage…………………………………………………..…...... 85 Références bibliographiques………………………………………………………… 87 CHAPITRE IV RESULTATS ET INTERPRETATIONS VI.1 Conception et construction d'un appareil d’essai de fluage………… 88 Introduction …………………………………………………...…………….. 88 VI.1.1 Conception de l’appareil d'essai de fluage……………………........... 88 iv VI.1.1.1 Structure principale………………………......………………..... 89 VI.1.1.1.1 Bâti..……….………… …………….............................. 89 VI.1.1.1.2 Les mors………………………….……………………. 89 VI.1.1.1.3 Système de transmission de mouvement……….……… 90 VI.1.1.1.4 Mécanisme du bras de levier…………………….…….. 91 VI.1.1.1.5 Système de freinage ………………………………...... 91 VI.1.1.1.6 Four électrique ……………………………………….... 91 VI.1.1.1.7 Système d'acquisition de déformation………................. 92 VI.1.1.2 Calibrage du système d'acquisition……………………………….. 92 VI.1.1.3 Procédure suivie pour effectuer des essais de fluage sur l’appareil. 93 VI.2 Etude du comportement des fils tréfilés avant le test de fluage…….. 94 Introduction……………………………………………………………………………... 94 VI.2.1 Etude du comportement mécanique……………………….……………... 94 VI. 2.1.1 Etude du comportement en traction……………….……………… 95 VI. 2.1.2 Etude du comportement en microdureté Vickers……………...…. 100 VI.2.2 Etude du comportement électrique (résistivité électrique)… …….…... 102 VI.2.3 Diffraction des rayons X………………………………………...…..... 103 VI.2.4 Etude de l’évolution microstructurale ……………………..…………. 108 VI.3 Etude du comportement au fluage des fils tréfilés et vieillis 112 Introduction……………………………………………………………………………... 112 VI.3.1 Etude du comportement en fluage………..……………………...……. 113 VI.4 Etude du comportement des fils tréfilés après le test de fluage…….. 124 Introduction……………………………………………………………………………... 124 VI.4.1 Caractérisation par microscopie optique……………………..……..… 124 VI.4.2 Caractérisation par microscopie électronique à balayage….................. 130 Références bibliographiques………………………………………………... 139 Conclusion générale ………………………………………………................ 143 Perspectives……..…………………………………………………………… 145 Annexe |
| Type de document : | Thése doctorat |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut | Emplacement | |
|---|---|---|---|---|---|
| Th/1081 | Thèse de doctorat | BIB.FAC.ST. | Empruntable | Salle de mémoires et de théses |
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