Laboratoire de Physico-Chimie de l'Etat Solide - LPCES

Recristallisation, microstructure et texture - Simulation





La structure cristallographique et la microstructure dépendent de la gamme de transformations et de la chimie du matériau.

Le terme "microstructure" recouvre en fait de nombreux paramètres tels que la taille et la forme des grains, la répartition des différentes phases en présence, la distribution spatiale de l'orientation des grains et de la nature des joints de grains. La texture cristalline, c'est-à-dire la présence d'orientations préférentielles, est caractérisée par la Fonction Texture appelée encore Fonction de Distribution des Orientations Cristallines, F.D.O.C. Cette fonction joue le rôle de fonction de pondération dans le calcul des propriétés moyennes des matériaux.

A l'échelle intragranulaire, la présence d'orientations préférentielles est à l'origine du comportement anisotrope des matériaux : formation de défauts tels que les cornes d'emboutissage lors de la mise en forme de boîtes pour l'industrie alimentaire ou lors de l'emboutissage de tôles pour carrosserie de véhicules automobiles. La présence de textures affecte également de façon cruciale les propriétés des supraconducteurs à haute température comme les Y Ba Cu O ou encore les propriétés des films minces magnétiques.
Le comportement des matériaux texturés peut, en outre, être perturbé si la distribution spatiale de l'orientation des grains n'est pas aléatoire.

A l'échelle intergranulaire, la distribution spatiale de la nature des joints de grains affecte les propriétés intercristallines comme la tenue à la corrosion sous contrainte. Ainsi, si certaines familles de joints ou d'interfaces sont sensibles à la fragilité intergranulaire, la résistance du matériau sera abaissée, surtout si ces joints percolent.
Les joints de grains jouent, bien entendu, un rôle majeur en recristallisation primaire ou en croissance cristalline.

On perçoit donc bien que la maîtrise et le contrôle de la microstructure, y compris de la texture, représentent un enjeu de première importance pour la prévision des propriétés des matériaux.

Sur le plan fondamental nos objectifs sont, d'une part, de comprendre les mécanismes de formation et de développement de la microstructure de l'état déformé à l'état recristallisé (primaire et/ou secondaire), d'autre part, d’associer à chaque classe d'orientations la microstructure correspondante. Il s’agit en particulier de caractériser quantitativement la distribution spatiale de l'orientation des grains et celle des joints de grains pour les corréler aux propriétés physiques et mécaniques.


Pour en savoir plus : Quelques livres de référence

    H. J. Bunge, Texture Analysis in Materials Science, Butterworths, London (1982).
    F.J. Humphreys and M. Hatherly, Recrystallization and Related Annealing Phenomena, Pergamon (1996).