Observations réalisées in–situ

Associées aux observations qualitatives menées in–situ lors de tractions à basses températures sur des éprouvettes préalablement cartographiées en EBSD, qui permettent d’observer qualitativement les hétérogénéités de déformation pour l’ordre III (intragranulaire) on dispose d’un panel permettant de caractériser les hétérogénéités pour les 3 ordres.

III.2. OBSERVATIONS DES HÉTÉROGÉNÉITÉS À BASSES TEMPÉRATURES 53

maximal. On constate sur cette zone que le paquet situé au centre (1) et celui situé en bas à gauche du cliché (2) entrent en plasticité, et présentent des zones de forte localisation.

Leurs colorations plus claires sur les cartographiesc et d de la figure témoignent d’une orientation défavorable à l’entrée en plasticité au sens du facteur de Schmid. On peut donc émettre deux hypothèses : soit ce sont les paquets voisins qui leur transmettent la plasticité au niveau des joints de grains (les paquets (1) et (2) accommoderaient les déformations des autres paquets), soit l’information donnée par le facteur de Schmid n’est pas vraiment pertinente prise seule.

Néanmoins, il est bien évident que les contraintes vues par le paquet plongé dans le polycristal sont différentes en chaque point, et sûrement éloignées d’une traction uniaxiale, notamment une fois la plasticité mise en place, ce qui peut limiter l’intérêt de la connaissance des facteurs de Schmid. Toutefois, l’effet de l’orientation de la matrice ferritique reste le facteur le plus influent pour ce qui est du moment de l’entrée en plasticité.

Cela sera confirmé par ailleurs par les résultats obtenus en DRX par la méthode des BDC.

La zone A possède des joints de fortes désorientations (3), mais les paquets sont orientés de manière quasi équivalente pour l’entrée en plasticité par rapport à l’axe de traction (leurs facteurs de Schmid maximaux sont équivalents). On observe moins les phénomènes d’hétérogénéités de déformation sur cette zone. Cela montre bien que l’apparition des plus fortes hétérogénéités nécessite parfois la présence d’un joint de forte désorientation, mais surtout que ces orientations ne soient pas équivalentes en terme de moment d’entrée en plasticité.

b) Effet des carbures sur la plasticité

Les carbures sont majoritairement répartis en amas. On distingue clairement sur les zones repérées (4) de la figure III.5 la tendance qu’ont les lignes de glissement à

“contourner” les parties comportant des amas de cémentite, au sein même d’un paquet de même orientation (le paquet repéré (1)). Les zones fortement chargées en cémentite ont alors tendance à se comporter comme une seconde phase (ferrite+cémentite) plus dure.

Cette observation est affinée un peu plus loin grâce aux observationspost–mortem(figure III.9). Si l’effet des amas est facilement observable sur les observations microscopiques, elles ne permettent pas de conclure sur l’effet des carbures beaucoup plus petits et répartis uniformément.

Par ailleurs, on notera que les observations de Sekfali [Sekfali, 2004] ne sont pas tout à fait les mêmes. Ses observations au MEB-FEG, montrent bien que les lignes de glissement sont fortement perturbées à proximité des îlots de cémentite, mais aussi qu’elles passent à travers ces îlots. On remarquera toutefois que son matériau d’étude est un acier 16MND5 de composition légèrement différente de la nuance étudiée ici, et qu’il a subi des traitements thermiques différents, menant à une morphologie des îlots et même des carbures beaucoup plus allongée que dans notre cas.

désorientations fortes

(3)

(5)

localisation

Zone A

(4)

(2) (1) Zone B

effet des amas FIG. III.5 –Observations de surface des zonesAetBlors d’une tractionin–situà -150^◦C. Des informations obtenues par EBSD sont données : a) Coloration IPF de l’orientation de la direction de traction dans le cristal, b) Mise en évidence des désorientations, c) Facteur de Schmid maximal pour la famille de glissement<111>{110}, d) idem pour la famille<111>{112}.

III.2. OBSERVATIONS DES HÉTÉROGÉNÉITÉS À BASSES TEMPÉRATURES 55

FIG. III.6 –Légende des cartographies tirées de l’EBSD de la figure III.5.

Les travaux de thèse de Pesci [Pesci, 2004] sont parmi les premiers à prendre en compte le biphasage ferrite/cémentite pour la bainite. La répartition y est considérée comme homogène (au travers d’un modèle d’homogénéisation à deux échelles), bien que l’idée de considérer la ferrite et la ferrite très chargée en cémentite comme deux matériaux différents y ait été évoquée.

On résumera l’effet des amas de carbures sur la matrice ferritique en le dénommant

“effet composite”.

c) Effet des joints de grains

La zone A ne comporte quasiment que des joints de paquets de forte désorientation, alors que la zone B montre une structure plus habituelle de paquets quasiment équiaxes dont les désorientations sont variées. On s’attend à ce que les joints créant les plus fortes hétérogénéités de déformation soient ceux de forte désorientation. Cette constatation est assez difficile à généraliser, puisque la condition de désorientation entre réseaux cristallins n’est pas suffisante.

Sur la zone A, on distingue quelques fortes hétérogénéités de déformation au niveau des joints de paquets fortement désorientés(5), alors qu’on en observe beaucoup plus sur la zone B. Les joints de relativement faible désorientation ne semblent pas créer de réels obstacles à la transmission de la plasticité entre paquets.

L’effet des désorientations entre grains adjacents doit donc être combiné à l’effet de l’orientation de la matrice ferritique qui commande son entrée plus ou moins tardive en plasticité pour créer une hétérogénéité de déformation. Cet effet sera dénommé “effet polycristal”.