Modélisation des contraintes cinématiques dues aux microstructures de dislocations obtenues par déformation

Modelling of intragranular backstresses due to deformation induced dislocation microstructures

CEA Saclay, DEN-DMN-SRMA, Bât. 455, 91191 Gif-sur-Yvette, France

Résumé

Si la déformation appliquée à un métal ou un alliage à structure Cubique à Face Centrée est suffisamment forte, des microstructures de déformation apparaissent dans le matériau. Ces microstructures sont composées de deux phases, une phase "molle" à faible densité de dislocations (intérieurs des cellules, canaux) et une phase "dure" à forte densité de dislocations (murs). De nombreuses expériences ont montré que ces microstructures induisaient des contraintes cinématiques à l'échelle du monocristal. Une application de la loi de localisation du modèle autocohérent de Berveiller-Zaoui est proposée dans cet article en vue d'évaluer ces contraintes cinématiques. Les solutions du problème d'inclusion de Eshelby sont utilisées ainsi que le coef-ficient d'accommodation proposé par Berveiller-Zaoui de manière à tenir compte de déformations plastiques importantes. Le modèle est validé à l'échelle du monocristal pour lequel seules les contraintes cinématiques intragranulaires sont présentes. La validation utilise de nombreuses déterminations expérimentales des contraintes issues d'essais monotones ou cycliques sur monocristaux CFC. Le modèle n'a recours à l'identification d'aucun paramètre propre.

Abstract

Deformation induced dislocation microstructures appear in Faced Cubic Centred metals and alloys if the monotonic/cyclic applied strain is large enough. Each is composed of a soft phase with a low dislocation density (cell interiors, channels) and a hard phase with a high dislocation density (walls). It is known that these dislocation microstructures induce backstresses, which gives kinematic hardening at the macroscopic scale. An application of the Berveiller-Zaoui localization rule is presented in this paper. It is based on Eshelby's inclusion problem. In addition, it takes into account an accommodation factor which permits the computation of reasonable backstress values for large plastic strains. This modelling is validated when compared to a number of backstress experimental measures on single crystals. In spite of no adjustable parameter, the agreement of the model with experiments is satisfactory.