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

1 : Formation de la texture cubique dans l’alliage Fe36%Ni

La thèse de F. Julliard (2001) sur la formation de la texture cubique {100}<001> dans un alliage Fe36%Ni s'est inscrite dans le cadre d’une recherche coopérative avec la Société Imphy-Ugine-Précision (contrat CIFRE).

Le but de cette recherche coopérative avec la Société Imphy était de comprendre les mécanismes de formation de la texture cubique, déjà présente à l’état laminé à chaud. En d’autres termes, comment les grains "cubiques" présents sous forme de bandes après laminage à froid (figure 1) renaissent-ils au cours d’un recuit de recristallisation ?



fig1
Figure 1 : Microstructure du matériau déformé de 94% (BC : Bande Cubique, BL : Bande Lamellaire).


Au cours d'une étude en microscopie électronique en transmission, nous avons montré que, lors des premières étapes du recuit, la germination commence dans les bandes cubiques qui restaurent plus rapidement que les autres bandes ; deux scénarios sont alors possibles pour qu’un germe se développe :

- 1er cas, le germe grossit d’abord dans la bande cubique : pour qu’un germe cubique puisse croître dans la bande, il faut qu’il possède un avantage en taille par rapport à ses premiers voisins. En dépit de sa faible désorientation vis-à-vis de ses premiers voisins, ce germe peut croître dans la bande cubique grâce à cet avantage en taille et à la présence du gradient d’orientations le long de la direction transverse de la bande. Il forme alors par accumulation des désorientations un joint mobile à grand angle (désorientation supérieure à 15°) et peut se développer ensuite dans la matrice ; la forte différence d’énergie stockée (figure 2) entre ce(s) grain(s) cubique(s) et les bandes lamellaires de la matrice fournit la force motrice nécessaire à sa (leur) croissance.

fig2
Figure 2 : Distribution de l’énergie stockée dans l’alliage Fe50%Ni laminé de 95% (coupe à j2=0°)



Pour en savoir plus
    16 mars, 2007idth="115">ecblank
    FeNi
    R. Penelle and T. Baudin, "Recrystallization and recrystallization textures", A Hundred Years after the Discovery of Invar ..., The iron-nickel alloys, Ed. G. Béranger, F. Duffaut, J. Morlet and J.F. Tiers, Tec & Doc-Lavoisier, Chapter 8, 195-219 (1996).
    Recristallisation
    S. Zaefferer, T. Baudin and R. Penelle, "A study on the formation mechanisms of the cube recrystallization texture in cold rolled Fe 36%Ni Alloys", Acta Materialia, Vol. 49, 1105-1122 (2001).
    Energie Stockée
    V. Branger, M.H. Mathon, T. Baudin and R. Penelle, "Evolution during recrystallization of the stored energy in the heavily cold rolled Fe53%Ni alloy", 21st Riso International Symposium on Materials Science, Roskilde, Denmark, Ed. N. Hansen, X. Huang, D. Juul Jensen, E.M. Lauridsen, T. Leffers, W. Pantleon, T.J. Sabin, J.A. Wert, September 4-8, 257-263 (2000).
    A.L. Etter, M.H. Mathon, T. Baudin, V. Branger and R. Penelle, Influence of the cold rolled reduction on the stored energy and the recrystallization texture in a Fe-53%Ni alloy (to be published).



- 2ème cas, le germe grossit dans la matrice lamellaire : nous avons observé qu’un sous-grain cubique s’appuyant sur un joint de grains à grand angle séparant la bande cubique de la matrice lamellaire où la densité de dislocations est élevée peut grossir directement dans cette matrice sous réserve que sa taille soit supérieure à la taille critique (figure 3). Ici, il n’y a pas formation d’un joint à grand angle comme dans le cas précédent mais préexistence d’un tel joint, ex-joint entre un grain cubique et la matrice.


fig3
Figure 3 : Croissance d’un sous-grain cubique dans la matrice lamellaire.



Le développement d’une forte texture cubique semble être lié au fait que la cinétique de croissance des grains cubiques est plus rapide que celle des autres classes d’orientations. Cependant il est difficile d'affirmer actuellement que le développement de la texture cubique est contrôlé par une “ cinétique de croissance ” élevée de l'orientation cubique plutôt que par une “fréquence de germination ” élevée.


Pour en savoir plus

    Fe36%Ni
    F. Julliard, T. Baudin and R. Penelle, "Formation de la texture de recristallisation cubique dans l’alliage Fe-36%Ni élaboré par voie lingot et par coulée continue en bandes minces", Archives of Metallurgy, Vol. 45, .33-45 (2000).

    F. Julliard, "Etude des mécanismes de recristallisation dans l'Invar, alliage Fe-36%Ni, Thèse, Université de Paris Sud, Orsay (2001).
    Fe50%Ni
    F. Caleyo, F. Cruz, T. Baudin and R. Penelle, "Texture and grain size dependence of grain boundary character distribution in recrystallized Fe-50%Ni", Scripta Materialia, Vol. 41, 847-853 (1999).

    F. Caleyo, T. Baudin, R. Penelle and V. Venegas, "Orientation correlations in primary recrystallized Fe-50%Ni", Materials Science and Engineering A, Vol. 298, 227-234 (2001).

    F. Caleyo, T. Baudin, R. Penelle and V. Venegas, "EBSD study of the development of cube recrystallization texture in Fe-50%Ni", Scripta Materialia, Vol. 45, 413-420 (2001).
 
16 mars, 2007