Les mécanismes de recristallisation et de croissance des grains dans les métaux et alliages métalliques légers

Abstract

L’objectif de ce travail est d’étudier la recristallisation dans le cuivre pur et dans une série d’alliages Cu-%Mn (pourcentages atomiques en Mn de 5, 10 et 20 %) laminés à froid. Cette recristallisation a été caractérisée, notamment, en termes d’évolutions de : i) la microstructure, ii) la texture cristallographique et iii) la cinétiques du processus. Les techniques d’analyses utilisées sont : la microscopie optique, la microscopie électronique à balayage (MEB), la diffraction des électrons rétrodiffusés (EBSD), la diffraction de rayons X (diffractomètre de poudres, goniomètre de texture), le logiciel d’analyse de la texture LaboTex, la microdureté Vickers, la calorimétrie différentiel à balayage (DSC) et la dilatométrie. Dans le cuivre pur, l’analyse de la microstructure, par EBSD, a montré que la fraction des macles de recuit diminue avec l’augmentation de la taille des grains. L’étude de l’évolution de la texture globale a montré que l’acuité de la texture de déformation baisse au cours de recuit conduisant ainsi à une texture dispersée à l’état complètement recristallisé. L’application du modèle de cinétique de transformation isotherme KJMA a conduit à une meilleure corrélation entre les résultats expérimentaux et la droite théorique du modèle. Les paramètres cinétiques obtenus (n et K) dépendent fortement du taux de déformation. Ainsi, l’utilisation combinée des deux techniques, i) de mesures de microdureté et ii) d’analyse DSC, a permis d'étudier la cinétique de recristallisation en conditions anisothermes. Cette dernière partie a fait l'objet d'un article publié dans la revue Materials Characterization. Dans les alliages Cu-%Mn étudiés, les tests de recuit réalisés ont montré que la recristallisation se produit à une température au dessus de 300 °C. L’étude de la cinétique de ce processus a montré que ces alliages présentent la même cinétique indépendamment du pourcentage de Mn. Enfin, l’analyse thermique de dilatométrie de l’alliage Cu-20% at. Mn, laminé à froid, a : i) mis en évidence deux expansions : une restauration et une recristallisation et ii) permis de confirmer des résultats de la littérature obtenus par une analyse de DSC sur le même alliage. Mot clés : Recristallisation, Cuivre pur, Cu-Mn, laminage, microstructure, texture, cinétique