Analyse multi-échelles des relations micrstructure/propriétés mécaniques sous sollicitation monotone et cyclique des alliages de titane β-métastable / Timothée DUVAL  

Titre : Analyse multi-échelles des relations micrstructure/propriétés mécaniques sous sollicitation monotone et cyclique des alliages de titane β-métastable Type de document : thèse Auteurs : Timothée DUVAL, Auteur ; Patrick VILLECHAISE, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - PMM, Commanditaire ; Florence PETTINARI-STURMEL, Rapporteur ; Thierry GLORIANT, Rapporteur ; Elisabeth AEBY-GAUTIER, Examinateur ; Nathalie BOZZOLO, Examinateur ; Sandra ANDRIEU, Examinateur ; José MENDEZ, Examinateur Importance : 260 p. Note générale : NNT 2013ESMA0033 Remerciements Table des matières Introduction générale Annexes Références Résumé Mots clés Catégories : Anisotropie Déformations (mécanique) Mécanique de l'endommagement (milieux continus) Métaux:Traitement thermomécanique Titane:Alliages:Fatigue Titane:Alliages:Rupture Résumé : ANALYSE BIBLIOGRPAHIQUE Introduction Alliages de titane et applications aéronautiques Métallurgie des alliages de titane Microstructures, propriétés mécaniques et performances en fatigue des alliages de titane β-métastable Mécanismes de déformation plastique dans les alliages de titane β-métastable Hétérogénéités micro-structurales et cristallographiques dans les alliages de titane Synthèse LES MATERIAUX Introduction Le Ti-5553 (Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr) Ti-17 billette Ti-10-2-3 forgé Microstructures modèles Synthèse INFLUENCE DES MICROSTRUCTURES METALLURGIQUES SUR LE COMPORTEMENT MECANIQUE SOUS CHARGEMENT MONOTONE ET CYCLIQUE DANS LES ALLIAGES DE TITANE β-METASTABLE Introduction Méthodologie expériementale Relations microstructure/propriétés mécaniques sous sollicitation monotone uniaxiale Relations microstructure/propriétés mécaniques sous sollicitations cycliques Résistance à la propagation de fissures des alliages étudiés Synthèse de l'influence des microstructures sur les propriétés mécaniques macroscopiques dans les alliages de titane β-métastable INFLUENCE DES MICROSTRUCTURES SUR LES MECANISMES DE DEFORMATION DANS LES ALLIAGES DE TITANE β-METASTABLE Introduction Moyens techniques et approches expérimentales dédiés à l'analyse des mécanismes de déformation Essais de traction interrompus à différents stades de déformation Identification des mécanismes de déformation dans les alliages de titane β-métastable Etude des premiers stades de déformation à l'échelle des nodules α : réalisation d'essais de traction in situ dans une enceinte MEB Analyses cristallographiques des bandes de glissement et analyses statistiques données Synthèse des essais de traction ex situ et in situ sous MEB et de l'analyse cristallographique Mécanismes de déformation et d'endommagement sous sollicitations cycliques des alliages de titane β-métastable INFLUENCE DE LA PAHSE β SUR LES MECANISMES DE DEFORMATION DANS LES ALLIAGES DE TITANE β-METASTABLE Introduction Analyse théorique de l'influence de la phase β Essais de traction avec suivi de déformation à l'échelle des ex-grains β Synthèse DISCUSSION/SYNTHESE CONCLUSION En ligne : http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00959280

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Anisotropie de propriétés mécaniques d'origine morphologique et cristallographique de l'alliage de titane β-métastable Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr : influence sur la durabilité en fatigue / Aurélien HELSTROFFER  

Titre : Anisotropie de propriétés mécaniques d'origine morphologique et cristallographique de l'alliage de titane β-métastable Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr : influence sur la durabilité en fatigue Type de document : thèse Auteurs : Aurélien HELSTROFFER, Auteur ; Patrick VILLECHAISE, Directeur de thèse ; Samuel HÉMERY, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - PMM, Commanditaire ; Philippe CASTANY, Rapporteur ; Moukrane DEHMAS, Rapporteur ; Sandra ANDRIEU, Examinateur ; Florence PETTINARI-STURMEL, Examinateur Importance : 219 p. Note générale : NNT 2018ESMA0001 Remerciement Table des matières Introduction générale Annexes Références bibliographiques Résumé Mots clés Catégories : Anisotropie Déformations (mécanique) Durée de vie (ingénierie) Mécanique de l'endommagement (milieux continus) Texture (cristallographie) Titane:Alliages:Fatigue Résumé : ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE Généralités sur les alliages de titane Propriétés mécaniques des différentes phases rencontrées dans les alliages β-métastables Alliages de titane, des microstructures multi-échelles Comportement sous sollicitation monotone cyclique des alliages de titane Synthèse CARACTERISATION DES MATERIAUX - TECHNIQUES EXPERIMENTALES NUMERIQUES Caractérisation des matériaux de l'étude Techniques expérimentales Démarche d'homogénéisation numérique Synthèse CARACTERISATION DES PROPRIETES ELASTIQUES DE L'ALLIAGE Ti-5553 Influence de la précipitation ω sur les propriétés élastiques du Ti-5553 trempé depuis le domaine β Propriétés élastiques de la phase β Contribution de la précipitation α au comportement élastique du Ti-5553 Comparaison avec la microstructure industrielle Conclusions ANISOTROPIE DE PROPRIETES SOUS SOLLICITATIONS MONOTONES CYCLIQUES Etude des propriétés mécaniques sous sollicitations monotones Propriétés mécaniques sous sollicitations cycliques Discussion Conclusion CONCLUSIONS GENERALES ET PERSPECTIVES En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01760118

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Durabilité d’assemblages dissimilaires en superalliages métallurgie des poudres : vers des propriétés accrues pour les disques de turbines aéronautiques / Emmanuel SALY  

Titre : Durabilité d’assemblages dissimilaires en superalliages métallurgie des poudres : vers des propriétés accrues pour les disques de turbines aéronautiques Type de document : thèse Auteurs : Emmanuel SALY, Auteur ; Jonathan CORMIER, Directeur de thèse ; Pierre SALLOT, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - PMM, Commanditaire ; Denis DELAGNES, Rapporteur ; Vladimir ESIN, Rapporteur ; Florence PETTINARI-STURMEL, Examinateur ; Claude ESTOURNES, Examinateur ; Patrick VILLECHAISE, Examinateur Année de publication : 2025 Importance : 315 p. Note générale : NNT 2025ESMA0016 Remerciements Table des matières Introduction générale Annexes Table des acronymes Résumé Mots clés Catégories : Alliages réfractaires:Fluage Alliages réfractaires:Propriétés mécaniques Cristaux métalliques:Croissance Durée de vie (ingénierie) Frittage (métallurgie) Métallurgie des poudres Microstructure (physique) Résumé : CONSULTABLE SUR L'ENT DE L'ISAE-ENSMA ET SUR LE WEB À PARTIR DU 1ER DÉCEMBRE 2028 En ligne : https://theses.fr/2025ESMA0016

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Effect of a Prior Plastic Deformation during Heat Treatments on the Mechanical Properties of Ni-Based Superalloys for Turbine Blade Application / Satoshi UTADA  

Titre : Effect of a Prior Plastic Deformation during Heat Treatments on the Mechanical Properties of Ni-Based Superalloys for Turbine Blade Application Titre original : Effet d'une pré-déformation plastique au cours des traitements thermiques sur les propriétés mécaniques des superalliages base Ni pour l'application d'aubes de turbine Type de document : thèse Auteurs : Satoshi UTADA, Auteur ; Patrick VILLECHAISE, Directeur de thèse ; Jonathan CORMIER, Directeur de thèse ; Jérémy RAME, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - PMM, Commanditaire ; Bernard VIGUIER, Rapporteur ; Roger C. REED, Rapporteur ; Pedro PORTELLA, Examinateur ; Florence PETTINARI-STURMEL, Examinateur Importance : 192 p. Note générale : NNT 2020ESMA0019 Table of Contents General Introduction Abstract Keywords Catégories : Alliages réfractaires Déformations (mécanique) Durée de vie (ingénierie) Matériaux:Détérioration Matériaux:Effets des hautes températures Matériaux:Fluage Métaux:Traitement thermique Microstructure (physique) Nickel:Alliages Plasticité Résumé : LITERATURE REVIEW AND RESEARCH BACKGROUND Cast Ni-Based Superalloys for Turbine Blade Application High-Temperature Deformation and Durability of Superalloys Pre-Straining Effect Previous Experimental Results Research Objectives EXPERIMENTAL PROCEDURES Materials Specimen Preparation Tensile Plastic Deformation (Pre-Deformation) Heat Treatment Creep Tests Very High Cycle Fatigue Tests Microstructure Characterizations MICROSTRUCTURE EVOLUTION AFTER PRE-DEFORMATION AND REJUVENATION TREATMENT Introduction Tensile Pre-Deformation of Experimental Materials Microstructure Evolution during Aging Treatments of AM1 after Pre-Deformation Microstructures of AM1 after High-Temperatures Pre-Deformation Effect of Chemical Compositions on the Microstructure Evolution Behavior Rejuvenation Treatment on the Pre-Deformed Materials Summary CREEP DAMAGING MECHANISMS OF PRE-DEFORMED NI-BASED SINGLE CRYSTAL SUPPERALLOYS Introduction Creep Damaging Mechanisms of SX Superalloys with Pre-Deformation at RT Examination of Damage Localization using Different Materials Histories and Test Conditions Summary VHCF PROPERTIES OF PRE-DEFORMED AM1 SX SUPERALLOY Introduction Fractographic Observations Microstructure Characterization of Specimen's Longitudinal Section Effect of Pre-Deformation in Fully Reversed Condition R=-1 Enhanced Shearing and Recrystallization at Positive Stress Ratio Condition, R=0.5 VHCF Life Restoration by Rejuvenation Heat Treatment Summary GENERAL CONCLUSIONS AND PERSPECTIVES En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03166502

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Effet dwell : relation microstructure-microtexture-propriétés mécaniques de l'alliage de titane Ti6242 / Immanuel FREIHERR VON THUNGEN  

Titre : Effet dwell : relation microstructure-microtexture-propriétés mécaniques de l'alliage de titane Ti6242 Type de document : thèse Auteurs : Immanuel FREIHERR VON THUNGEN, Auteur ; Patrick VILLECHAISE, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - PMM, Commanditaire ; Frédéric PRIMA, Rapporteur ; Thierry GLORIANT, Rapporteur ; Florence PETTINARI-STURMEL, Examinateur ; Georges CAILLETAUD, Examinateur ; Pierre DELALEAU, Examinateur Importance : 310 p. Note générale : NNT 2016ESMA0027 Remerciements Contenu Introduction générale Annexes Références bibliographiques Résumé Mots clés Catégories : Déformations (mécanique) Essais dynamiques Fourier, Transformations de Matériaux:Texture Microstructure (physique) Rupture, Mécanique de la Texture (cristallographie) Titane:Alliages:Fatigue Traitement d'images Turbomachines Résumé : ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE Rappels généraux sur les alliages de titane L'"effet" dwell dans les alliages de titane : Un problème historique "ancien" Etude du fluage "à froid" des alliages de titane Influence de la composition chimique Influence de l'hydrogène interne, fragilisation Influence de la microstructure sur les propriétés mécaniques Influence des paramètres d'essai Mécanismes de rupture en dwell Synthèse TECHNIQUES EXPERIMENTALES Matière utilisée Géométries d'éprouvettes Prélèvement des éprouvettes Préparation de surface Machines d'essai Sollicitations mécaniques Instrumentation des éprouvettes Instruments d'observation et techniques de mesures spécifiques OBSERVATIONS A L'ECHELLE MACROSCOPIQUE Propriétés en traction monotone Essais conventionnels de fatigue et de type dwell Observation des faciès de rupture Essais interrompus croisés entre fatigue et dwell : influence de l'histoire de chargement Travail sur les éprouvettes à section carrée : précyclage en dwell DEVELOPPMEMENT D'UN OUTIL DE TRAITEMENT D'IMAGES APTE A REPERER DES MICROSTRUCTURES DE TYPE "PLUME" Introduction du problème Principes de l'algorithme développé Analyse de l'orientation morphologique à l'aide de la FFT Synthèse sur le traitement d'images ANALYSE QUANTITATIVE MULTI-ECHELLES DE LA MICROSTRUCTURE : ASPECTS MORPHOLOGIQUES ET CRISTALLOGRPHIQUES Analyse de la microstructure α primaire Analyse de la phase β Synthèse du chapitre MECANISMES DE DEFORMATION DU MATERIAU A L'ECHELLE DES LAMELLES, COLONIES ET PLUMES Essai de traction in situ sous WLI Essai de traction in situ avec mouchetis Essai de traction in situ sous MEB Essai de fluage in situ Essai dwell in situ sous MEB COnclusions Perspectives : essais sur des éprouvettes précyclées déjà existantes SYNTHESE ET PRESPECTIVES En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01486574

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Propriétés en fatigue à grand nombre de cycles des superalliages à base de nickel de fonderie : impact du gradient de contrainte et du revêtement / Antonio VICENTE MORALES  

Titre : Propriétés en fatigue à grand nombre de cycles des superalliages à base de nickel de fonderie : impact du gradient de contrainte et du revêtement Type de document : thèse Auteurs : Antonio VICENTE MORALES, Auteur ; Jonathan CORMIER, Directeur de thèse ; Baptiste LARROUY, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - PMM, Commanditaire ; Jean-Yves BUFFIERE, Rapporteur ; Nicolas RANC, Rapporteur ; Thierry PALIN-LUC, Examinateur ; Florence PETTINARI-STURMEL, Examinateur Importance : 189 p. Note générale : NNT 2025ESMA0007 Remerciements Table des matières Introduction générale Annexes Bibliographie Résumé Mots clés Catégories : Alliages réfractaires:Fluage Alliages réfractaires:Rupture Alliages:Fatigue Durée de vie (ingénierie) Effet d'entaille Microstructure (physique) Nickel:Alliages Revêtement métallique Résumé : ÉTAT DE L'ART Introduction Introduction aux superalliages à base de nickel Superalliages à base de nickel monogranulaires Durabilité à haute température des superalliages monocristallins à base de nickel Revêtements pour les superalliages à base de nickel monocristallins Bilan de la revue de littérature et objectifs MATÉRIAU ET MÉTHODES Introduction Matériau d'étude Techniques de caractérisation Essai de fatigue ultrasonore Essai de fluage DURABILITÉ DU CMSX-4 SOUMIS À UN GRADIENT DE CONTRAINTE DE 1 000°C Introduction Effet du gradient de contrainte sur les propriétés en fatigue ultrasonore Effet du gradient de contrainte sur le comportement en fluage Interaction fatigue-fluage sous gradient de contrainte Bilan du chapitre PROPRIÉTÉS EN FATIGUE ULTRASONORE À 1 000°C DU CMSX-4 REVÊTU Introduction Impact du revêtement sur les propriétés en fatigue ultrasonore Mécanisme d'amorçage de fissures fatales Fissuration du revêtement sous sollicitation à haute fréquence Bilan du chapitre CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES En ligne : https://theses.fr/2025ESMA0007

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