Consolidation des poudres métalliques par des déformations plastiques extrêmes : torsion sous haute pression : expériences et modélisations

Les procedes d’hyper-deformations (SPD) peuvent imposer de tres grandes deformations a un metal et en transformer les proprietes metallurgiques de la matiere en introduisant une forte densite de dislocations et un important affinement de la microstructure. Dans ce travail de these presente, des experiences en torsion a haute pression (HPT) ont ete realisees pour la consolidation des differentes poudres de fer de taille a l’echelle nano et micrometrique. Ces experiences ont ete effectuees avec succes a la temperature ambiante aboutissant a la fois a un faible niveau de porosite residuelle et l'affinement significatif de la taille de grain, grâce a une importante deformation en cisaillement et a de la pression hydrostatique appliquee au procede HPT. La compression a ete faite en deux etapes: d'abord une compression axiale, puis deformation en cisaillement en tournant la partie inferieure de la filiere HPT tout en maintenant constante la force axiale. L'homogeneite de la deformation en cisaillement a travers l'epaisseur du disque a ete examinee par une mesure de deformation locale, qui montre une distribution du gradient. L'analyse par diffraction a rayons X a ete realisee sur des echantillons consolides qui ont revele une proportion peu importante d’oxydes. L'effet de la deformation en cisaillement sur la microstructure et la texture a ete etudie par microscopie electronique a balayage et EBSD. La micro-durete et la porosite moyenne des echantillons en fonction de la deformation en cisaillement, a pression hydrostatique constante, ont egalement ete mesurees. Une trame de modelisation mise en œuvre dans le modele de Taylor a ete developpee pour simuler l'effet du glissement aux joints de grains pour l'evolution de la texture cristallographique. Le principal effet constate est un decalage des orientations ideales dans les conditions de cisaillement simple, ce qui a ete verifie experimentalement. Le procede de consolidation par HPT a ete simule numeriquement en utilisant la methode des elements finis pour un modele de plasticite des poudres. La simulation de ce dernier a permis de confirmer la porosite residuelle moyenne observee experimentalement et les differents gradients de la deformation plastique. La distribution de la densite locale a egalement ete modelisee