Mohamed Keïta : Texturation d’un alliage de TiAl via déformation à chaud et transformation de phase

Jury

• Emmanuel Bouzy (Université de Lorraine, directrice de thèse)
• Yudong Zhang (Université de Lorraine, co-encadrante)
• Weimin Gan (Helmholtz-Zentrum Hereon, co-encadrant)
• Julien Zollinger (Université de Lorraine, examinateur)
• Florian Pyczak (Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg, rapporteur)
• Philippe Monchoux (CEMES, rapporteur)
• Anne Denquin (ONERA, examinatrice)
• Jean-François Moulin (Helmholtz-Zentrum Hereon, invité)

Mots clés : Alliage TiAl (TNM), traitement thermomécanique, transformation de phase, diffraction des rayons X synchrotron, microstructure, texture, recristallisation, dynamique continue (CDRX), glissement aux joints de grains (GBS), restauration dynamique (DRV), relation d’orientation, sélection de variantes

Résume

Les alliages d’aluminure de titane (TiAl) sont devenus un domaine clé pour les applications à haute température dans les industries aérospatiale et automobile en raison de leur faible densité, de leur haute résistance spécifique et de leur excellente résistance à l’oxydation et au fluage. Parmi la troisième génération d’alliages TiAl, les alliages TNM (Ti-Al-Nb-Mo-B) à solidification β se distinguent par leurs propriétés mécaniques supérieures et leur stabilité thermique. Ces alliages présentent une microstructure complexe multiphasique comprenant le γ-TiAl, l’α2-Ti3Al et la phase β0 à température ambiante, offrant un potentiel significatif pour ajuster les performances mécaniques grâce à un contrôle précis de la microstructure. Cette étude examine l’influence de la microstructure sur le comportement mécanique des alliages TNM lors de la déformation à haute température, avec une attention particulière à l’orientation des lamelles et aux procédés thermomécaniques. Une découverte clé de ce travail est la résurgence inattendue de la phase γ à une température de 1280 °C, où elle est théoriquement instable selon le diagramme de phase pseudo-binaire du TiAl. Des analyses détaillées par EBSD et HEXRD révèlent que la transformation β → γ, caractérisée par la relation d’orientation de Kurdjumov-Sachs (KS-OR), et la transformation α → γ, suivant la relation d’orientation de Blackburn (BOR) avec une sélection de variantes préférentielle basée sur le facteur de Schmid, sont les mécanismes principaux de cette résurgence. De plus, deux morphologies distinctes de la phase γ — lamellaire et nodulaire — ont été observées, suggérant que la recristallisation dynamique continue (CDRX) et le glissement aux joints de grains (GBS) jouent un rôle significatif dans l’évolution microstructurale. Ces résultats apportent de nouvelles perspectives sur la stabilité des phases et les mécanismes à l’origine des changements microstructuraux dans les alliages TNM lors de la déformation à haute température, contribuant au développement d’alliages sur mesure pour des applications à haute performance.

En vidéoconférence

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