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Fragilisation des aciers par le zinc liquide à haute température et conséquences
La fragilisation induite par le zinc liquide d'aciers haute résistance et les conséquences pour le soudage par résistance par point des tôles galvanisées est étudié. Les essais de traction à haute température montrent une perte de ductilité importante des éprouvettes revêtues de Zn, par compara...
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| Format : | Thesis |
| Language : | français |
| Title statement : | Fragilisation des aciers par le zinc liquide à haute température et conséquences / Renaud Frappier; sous la direction de Pascal Gaillard ; co-directeur René Le Gall |
| Published : |
2014 |
| Physical Description : | 1 vol. (210 p.) |
| Note de thèse : | Thèse de doctorat : Sciences des matériaux, métallurgie : Nantes : 2014 |
| Conditions d'accès : | Thèse confidentielle jusqu'en février 2019. |
| Subjects : | |
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Fragilisation des aciers par le zinc liquide à haute température et conséquences |
| Summary : | La fragilisation induite par le zinc liquide d'aciers haute résistance et les conséquences pour le soudage par résistance par point des tôles galvanisées est étudié. Les essais de traction à haute température montrent une perte de ductilité importante des éprouvettes revêtues de Zn, par comparaison avec les éprouvettes nues, typiquement entre 700 °C et 950 °C. Des fissures intergranulaires sont observées avec la présence de films nanométriques de Zn. La gamme de température pour la fragilisation (au-delà du point de fusion du zinc, env. 420 °C) est corrélée à celle du mouillage des joints de grains de l'acier par le Zn. Les vitesses de propagation de fissures sont reliées au facteur d'intensité de contraintes estimé en fond de fissures. Le phénomène est discuté en fonction de la transition de mouillage des joints de grains, la diffusion intergranulaire et les aspects mécaniques en fond de fissure. Le soudage par résistance par points de ces aciers est caractérisé grâce à des méthodes innovantes : la mesure de température par thermographie infrarouge, et la caractérisation des déformations au cours du soudage par caméra haute vitesse. L'apparition des fissures est quantifiée en mesurant une profondeur de fissures cumulée dans le point soudé en fonction du courant de soudage, des températures et des déformations de surface. Les différences de sensibilité entre les nuances étudiées sont discutées en fonction de la microstructure et de la composition chimique. L analyse d une base de données portant sur 30 nuances d aciers permet aussi de dégager des tendances pour l'influence des principaux éléments d'alliage, et d envisager des solutions pour supprimer le phénomène Liquid-Zn induced embrittlement of advanced high strength steels and the consequences for resistance spot welding of galvanized sheets are studied. High temperature tensile tests show that Zn-coated steels loss its ductility, by comparison with bare steel sheet, for temperature typically between 700 °C and 950 °C. Intergranular cracks are observed with nanometer-thick films of Zn. The temperature range for embrittlement (well above Zn melting point around 420 °C) is correlated to the effective wetting of steel grain boundaries by liquid Zn. Crack velocity is correlated to estimated stress intensity factor at the crack tip. The phenomenon is discussed in terms of grain boundary diffusion of Zn, wetting transition of grain boundary, and simple mechanical features at the crack tip. Resistance spot welding process is characterized by innovative methods: temperature measurement by infrared thermography, and deformation characterization by high speed camera monitoring. Cracking extent for investigated grades is quantified by measuring a cumulated crack depth into the spot as a function of welding current, surface temperature and surface deformation. Differences between investigated steels are analyzed regarding the chemical composition and the microstructure. The analysis of a database of 30 steel grades lead to find tendency for the influence of main alloying elements, and to design tentative solutions to avoid the phenomenon |
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| Variantes de titre : | Liquid zinc embrittlement of steels at high temperature and consequences |
| Notes : | Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Matériaux, Matières, Molécules en Pays de la Loire (3MPL)(Le Mans) Autre(s) contribution(s) : Muriel Véron (Présidente du jury) ; Damien Fabrègue, Thomas Dupuy (Membre du jury) ; Krzysztof Wolski (Rapporteurs) |
| Bibliography : | Bibliogr. p. 192-197 |