Precipitation of alpha phase in beta-metastable titanium alloy depending on forging conditions
Etude de la précipitation de la phase alpha dans les alliages proche-beta en fonction des conditions de forgeage antérieures
Résumé
This thesis work is part of a context of optimizing thermomechanical and thermal treatments of forged "near-β" titanium alloys, for aeronautical applications. A certain number of studies show that the search for the ideal compromise between ductility and resistance in this family of alloys requires a good understanding of the dissolution / precipitation phenomena which occur during forming, as well as a characterization at several scales of the microstructure induced by the industrial process. In fact, “near-β” titanium alloys exhibit great sensitivity to variations in thermomechanical treatments, i.e., their final microstructure closely depends on the entire “thermomechanical path” followed by the alloy during its setting. in shape. This sensitivity is critical because it is at the origin of local variations of microstructures which are, in fact, directly inherited from the industrial range of forging solid parts.Numerous studies on these alloys show, in particular, that post-forging heat treatments (solution and tempering) cannot be considered independently. They are, in fact, intimately linked by the amount of driving force (chemical and / or mechanical) available at the end of the solution. In fact, this key element (the driving force available) also depends directly on the parameters of the forging range (the wringing rate K, in particular). This work therefore focuses on understanding the phenomena linked to microstructural evolutions, during end-of-range final heat treatments and as a function of the “rough forge” microstructural states inherited from the industrial range. This study will therefore be carried out taking as its starting state two "model" forging microstructures of the Ti 5.5.5.3 alloy (for application on landing gear).
Ce travail de thèse s’intègre dans un contexte d’optimisation des traitements thermomécaniques et thermiques des alliages de titane « proche-β » forgés, pour les applications aéronautiques. Un certain nombre de travaux montrent que la recherche du compromis idéal entre ductilité et résistance dans cette famille d’alliages exige une bonne compréhension des phénomènes de dissolution/précipitation qui interviennent lors de la mise en forme, ainsi qu’une caractérisation à plusieurs échelles de la microstructure induite par le procédé industriel. De fait, les alliages de titane « proche-β » présentent une grande sensibilité aux variations de traitements thermomécaniques, c’est à dire que leur microstructure finale dépend étroitement de tout le « chemin thermomécanique » suivi par l’alliage au cours de sa mise en forme. Cette sensibilité est critique car elle est à l’origine de variations locales de microstructures qui sont, en fait, directement héritées de la gamme industrielle de forgeage des pièces massives.De nombreuses études sur ces alliages montrent en particulier que les traitements thermiques post-forgeage (mise en solution et revenu) ne peuvent pas être considérés de façon indépendante. Ils sont, en effet, intimement liés par la quantité de force motrice (chimique et/ou mécanique) disponible à l’issue de la mise en solution. De fait, cet élément clé (la force motrice disponible) dépend également directement des paramètres de la gamme de forgeage (le taux de corroyage K, en particulier). Ce travail porte donc sur la compréhension des phénomènes liés aux évolutions microstructurales, au cours des traitements thermiques finaux de fin de gamme et en fonction des états microstructuraux « bruts de forge » hérités de la gamme industrielle. Cette étude sera donc conduite en prenant comme état de départ deux microstructures de forge « modèles » de l’alliage Ti 5.5.5.3 (pour application sur les trains d’atterrissage).
Domaines
Chimie analytique
Origine : Version validée par le jury (STAR)