[Publication] Développement d’une structure harmonique de l’alliage de titane β-métastable β-Cez au cours du procédé SPS

Des études antérieures ont mis l'accent principalement sur la fabrication et l'amélioration des propriétés mécaniques des alliages préparés par métallurgie des poudres et montrant une structure harmonique.
Dans cette étude, la structure harmonique a été obtenue après broyage mécanique de la poudre initiale, suivi d'un procédé de frittage flash, SPS (Spark Plasma Sintering). Au cours du processus, des transformations de phase se produisent qui dépendent de l'état initial de la poudre. Le comportement des poudres broyées et non broyées a été étudié lors d'un traitement thermique similaire à celui appliqué lors du procédé SPS.
La diffraction des rayons X synchrotron a été utilisée pour caractériser l'évolution des phases au cours du traitement thermique. Les caractérisations ont mis en évidence que la poudre initiale est dans un état métastable β. Après broyage mécanique, de la martensite α ” induite par contrainte / déformation a été observée dans les grains β de la poudre.
La caractérisation microstructurale par étapes a révélé l'influence de l'état initial de la poudre broyée mécaniquement sur la formation d'un arrangement α harmonique dans la matrice β. Cet arrangement est constitué d'un réseau continuellement connecté («shell») de fins grains nodulaires α entourant des paquets de lamelles α dans de larges grains β, « core ».
La martensite induite formée lors du broyage associée à la plus forte déformation au niveau des surfaces de poudre contribue fortement à la formation d'un agencement de grains α nodulaires par un phénomène de restauration / recristallisation des phases β  et α ”/ α lors du chauffage.

Titre : Effect of mechanical milling on the harmonic structure development during spark plasma sintering of Ti-5Al-2Sn-4Zr-4Mo-2Cr-1Fe β-metastable titanium alloy (β-Cez alloy)

Auteurs : Bhupendra Sharma, Benoît Denand, Petr Harcuba, Guillaume Geandier, Kei Ameyama, Guy Dirras, Elisabeth Aeby-Gautier

Nom de la revue : Journal of Alloys and Compounds

Date de parution (en ligne) : 26 décembre 2020

Lien : https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.158483

Légende de l'image :  Observation au MEB de l’arrangement harmonique des phases α (noir) + β (gris clair) dans l’alliage de titane β-métastable (Ti-5Al-2Sn-4Zr-4Mo-2Cr-1Fe). La microstructure est obtenue après un traitement thermique SPS utilisant une poudre broyée mécaniquement à température ambiante.