Structural inhomogeneities in plastically deformed ferritic stainless steel

Hétérogénéité structurale, après déformation plastique, d'un acier ferritique au chrome

Departament of Metallurgy, Stanislaw Staszic University of Mining and Metallurgy Krakow, Poland

Résumé

Le but de cette étude était de déterminer l’influence de l’orientation des grains sur les changements de structure au cours du laminage et particulièrement l’observation des hétérogénéités de structure formées à la suite de l’écrouissage. Le matériel utilisé était un acier ferritique au chrome, à bas carbone et à 17 et 25% de Cr. Les observations de structure étaient faites sur coupes métallographiques à l’aide du microscope optique et du microscope à balayage. Des lames minces étaient observées au microscope électronique par transmission. L’orientation des grains était déterminée par la méthode ECP (Electron Channelling Pattern), au microscope à balayage et par diffraction des électrons.

La grosseur des grains des aciers étudiés était 125 et 800 µm. Les taux de déformation plastique par laminage étaient : 20, 40, 60 et 80%. Des observations il résulte que la déformation est hétérogène et dépend de l’orientation des grains. Le maclage joue un rôle important dans la déformation de l’acier à grosseur de grains d = 800 µm et pour de faibles taux de déformation. La répartition des dislocations, malgré la formation de macles, ressemble beaucoup à celle de l’acier à grains fins, dans lequel le maclage n’a pas lieu. La structure des dislocations ne dépend pas de la teneur en chrome. Plusieurs types de structure ont été observés pour différentes orientations. Ainsi les dislocations étaient réparties uniformément dans les grains pour lesquels la direction [100] était perpendiculaire à la direction du laminage.

Dans les cas où les directions [210] ou [110] étaient perpendiculaires à la direction du laminage, la structure était composée de longues et minces bandes, parallèles l’une à l’autre et à densité de dislocations élevée. Des courbures importantes du réseau cristallin n’ont pas été observées dans ces grains ni par diffraction électronique ni par la méthode ECP. Pour les autres orientations la structure est formée ou bien par des bandes de déformation orientées suivant deux directions, ou bien les dislocations ne forment pas de réseau défini. Dans le grains où la direction du laminage est perpendiculaire à (111) ou à (110) on observe souvent des bandes transitoires et des microbandes de déformation. Après des déformations importantes ces microbandes forment des empilements à haute distorsion et grande courbure de réseau. Dans les bandes transitoires l'orientation change le long de la direction transversale. Après un écrouissage de 40% la désorientation transversale est environ de 20 à 25%. Les observations n’ont pas confirmé l’existence dans les bandes de minces cellules, parallèles à la direction de la bande (Walter et Koch, Dillamore). Dans tous les cas les bandes transitoires étaient des zones de rencontre de bandes à densité de dislocations élevée.