Comportement mécanique des aciers TRIP

Mechanical behavior of TRIP steel

Laboratoire Physique et Mécanique des Matériaux (LPMM), UMR 7554 CNRS – Université de Metz – ENSAM, 4 rue Augustin Fresnel, 57050 Metz Cedex, France

Auteur de correspondance : etienne.patoor@metz.ensam.fr

Reçu : 10 Juin 2003
Accepté : 7 Novembre 2003

Résumé

Les aciers TRIP présentent une ductilité élevée et une forte résistance. Cette propriété remarquable trouve son origine dans la transformation martensitique de l'austénite. Ce comportement est modélisé avec une approche par transition d'échelle en utilisant le cadre de la thermomicromécanique pour déterminer les forces motrices ainsi que les lois de germination et de croissance qui contrôlent l'évolution de la microstructure. La présence de frontières mobiles et la discontinuité du champ de déformation au passage de ces interfaces sont prises en compte dans l'écriture des équations de champs. On montre que le champ de contrainte interne associé à la transformation se compose d'une contribution à longue distance responsable de la sélection des variantes et d'une contribution locale liée à la morphologie des microdomaines et au mode de croissance. On utilise une approche cristallographique à variables internes pour déterminer ces contributions. L'utilisation d'un modèle auto-cohérent classique permet ensuite de décrire le comportement global. Les résultats numériques obtenus sont comparés avec les données expérimentales pour un alliage FeNi et un acier TRIP 0,2C-1,5Si-1,5Mn élaboré par l'IRSID.

Abstract

TRIP steels exhibit large ductility and high resistance. This remarkable property originated from the transformation of austenite into martensite. This behavior is described from a scale transition point of view. Driving forces, nucleation and growth laws which are responsible for microstructural evolutions are determined using the framework of the thermomicromechanics. Existence of moving boundaries and strain field discontinuities across these interfaces are taken into account in the field equations. We established the internal stress field associated to the phase transformation is composed with a long range contribution which is responsible for the variant selection and a short range one related to the microdomain morphology and the growing mode. We use an internal variables crystallographical approach to determine these contributions. A classical self-consistent scheme is used to describe the overall behavior. Numerical results obtained are compared with experimental ones for a FeNi alloy and a 0.2C-1.5Si-1.5Mn TRIP steel elaborated by IRSID.