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Lieu Amphi V, CentraleSupelec, bâtiment Eiffel
Caractérisation 4D multimodale par rayons X de l’amorçage de la rupture dans l’AA3104
Y. Zhang1*, M. Koboyashi2, H. Fang3, I. Kantor4, M.G. Tarantino5, F. Hild5
1 Department of Civil and Mechanical Engineering, Technical University of Denmark, Kongens Lyngby, Denmark
2 Department of Mechanical Engineering, Toyohashi University of Technology, Toyohashi, Aichi 441-8580, Japan
3 European Synchrotron Radiation Facility, Grenoble, France
4 DanMAX, Max IV, Lund
5 Université Paris-Saclay, CentraleSupélec, ENS Paris-Saclay, CNRS, LMPS – Laboratoire de Mécanique Paris-Saclay, Gif-sur-Yvette, France
yubz@dtu.dk
Les particules intermétalliques sont inhérentes à la plupart des alliages d’aluminium, auxquels elles contribuent au renforcement tout en influençant également l’évolution de la microstructure et de la texture. Malgré leurs rôles essentiels, leurs interactions avec la matrice d’aluminium environnante restent encore insuffisamment quantifiées, en grande partie en raison de la nature tridimensionnelle complexe de la microstructure.
Dans cette étude, nous établissons un cadre multimodal permettant de caractériser ces interactions dans un alliage AA3104 bien recuit, en utilisant deux techniques complémentaires de rayonnement X synchrotron, à savoir la tomographie par contraste de diffraction (DCT) et la tomographie par contraste de phase (PCT). Tout d’abord, l’approche multimodale permet une corrélation directe entre les particules intermétalliques cartographiées par PCT et la structure granulaire de l’aluminium cartographiée par DCT (Figure 1(a)). Les résultats révèlent une forte corrélation entre le réseau de joints de grains et la distribution des particules, notamment leur taille et leur morphologie. Ensuite, l’influence des particules intermétalliques sur l’évolution microstructurale au cours de la déformation est caractérisée par PCT lors d’un essai de traction in situ. La corrélation volumique numérique (DVC) est appliquée aux jeux de données 4D in situ afin de quantifier les champs de déformation locaux et de les relier à la microstructure d’aluminium environnante ainsi qu’aux particules intermétalliques (Figure 1(b)). L’analyse DVC permet également d’identifier la nucléation et la croissance de l’endommagement, ainsi que leur corrélation détaillée avec la microstructure locale.
Les résultats soulignent la nécessité cruciale de techniques de caractérisation multimodales pour faire progresser la compréhension des mécanismes de rupture dans les alliages d’aluminium. Ils pourraient également contribuer aux futures stratégies de conception des alliages et des procédés visant à améliorer les propriétés mécaniques, en particulier pour les alliages d’aluminium produits à partir de déchets recyclés. Les perspectives de développement de la caractérisation multimodale au moyen de techniques 4D en laboratoire seront également discutées.