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1. Gu, Guochao. Caractérisation des propriétés d’emploi des aciers thixoforgés : vers la maîtrise du processus de fabrication : Characterization of employed steels thixoforgés : in order to control the manufacturing process.

Degree: Docteur es, Génie mécanique - procédés de fabrication, 2013, Paris, ENSAM

Le thixoforgeage est un procédé de mise en forme innovant permettant l'élaborationde pièces complexes à l'état semi-solide. Il nécessite moins d'opérations et des efforts plusfaibles que les autres procédés de mise en forme plus classiques. L'objectif de ce travail et decaractériser la microstructure de plusieurs nuances d'acier à chaque étape du procédé afin demieux comprendre l'influence des différents paramètres et mécanismes de déformation, car lamicrostructure à l'état semi-solide, et en particulier la fraction de liquide, est très importante.Plusieurs techniques 2D et 3D (analyses MEB-EDS, CSLM, microtomographie X) ont étéutilisées pour évaluer la fraction de liquide des aciers étudiés (M2, C38LTT et 100Cr6). Lesrésultats obtenus pour l'acier M2 montrent une bonne corrélation entre les observations 2DMEB-EDS et les analyses 3D en microtomographie après trempe, ce qui indique que ces deuxtechniques sont très efficaces pour caractériser l'état semi-solide des aciers fortement alliés. Lemicroscope CSLM est utilisé quant à lui pour observer directement l'état semi-solide à hautetempérature : apparition du liquide, processus de solidification etc. Des essais de thixoforgeageont ensuite été réalisés pour étudier l'influence des différents paramètres du procédé sur lamicrostructure, la géométrie finale des pièces, les écoulements de matière etc. Après avoiranalysé la microstructure des pièces thixoforgées, des mécanismes permettant d'expliquer lesécoulements de matière sont proposés. Qui plus est, la comparaison avec la simulation duprocédé de forgeage à chaud montre que ces écoulements sont très différents, ce qui est dû aucomportement du matériau. Ce dernier est très sensible aux paramètres du procédé : il estdonc nécessaire de bien maîtriser et contrôler toutes les étapes lors de la mise en forme.

The thixoforging process is an innovative forming process for the manufacturing ofcomplex parts in the semi-solid state, in fewer forming steps and with a decreased formingforce. The objective of this work is to characterize the microstructure of different steel grades ateach step of the thixoforging process in order to better understand the influence of the processparameters and the mechanisms of deformation, as the microstructure of the material in thesemi-solid state, especially the volume fraction of liquid, is very important. Several 2D and 3Dtechniques (SEM-EDS analyses, CSLM, X-ray microtomography) have been used to evaluatethe liquid fraction of various steel grades (M2, C38LTT and 100Cr6). The results for M2 steelshow a good agreement between 2D SEM - EDS observations and 3D X-ray microtomographyafter quenching, which proves that both techniques are efficient in characterizing high-alloyedsteels in the semi-solid state. The CSLM technique is used to observe the microstructuredirectly at high temperature, with the apparition of liquid and the solidification. Thixoforgingexperiments are finally performed in order to study the influence of the process parameters onthe microstructure: the final part geometry, the…

Advisors/Committee Members: Bigot, Régis (thesis director), Langlois, Laurent (thesis director), Pesci, Raphaël (thesis director).

Subjects/Keywords: Thixoforgeage; Conditions de mise en forme; Microstructure; Propriétés mécaniques; Contraintes résiduelles; Thixoforging; Forming parameters; Microstructure; Mechanical properties; Residual stresses

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APA (6th Edition):

Gu, G. (2013). Caractérisation des propriétés d’emploi des aciers thixoforgés : vers la maîtrise du processus de fabrication : Characterization of employed steels thixoforgés : in order to control the manufacturing process. (Doctoral Dissertation). Paris, ENSAM. Retrieved from http://www.theses.fr/2013ENAM0002

Chicago Manual of Style (16th Edition):

Gu, Guochao. “Caractérisation des propriétés d’emploi des aciers thixoforgés : vers la maîtrise du processus de fabrication : Characterization of employed steels thixoforgés : in order to control the manufacturing process.” 2013. Doctoral Dissertation, Paris, ENSAM. Accessed December 09, 2019. http://www.theses.fr/2013ENAM0002.

MLA Handbook (7th Edition):

Gu, Guochao. “Caractérisation des propriétés d’emploi des aciers thixoforgés : vers la maîtrise du processus de fabrication : Characterization of employed steels thixoforgés : in order to control the manufacturing process.” 2013. Web. 09 Dec 2019.

Vancouver:

Gu G. Caractérisation des propriétés d’emploi des aciers thixoforgés : vers la maîtrise du processus de fabrication : Characterization of employed steels thixoforgés : in order to control the manufacturing process. [Internet] [Doctoral dissertation]. Paris, ENSAM; 2013. [cited 2019 Dec 09]. Available from: http://www.theses.fr/2013ENAM0002.

Council of Science Editors:

Gu G. Caractérisation des propriétés d’emploi des aciers thixoforgés : vers la maîtrise du processus de fabrication : Characterization of employed steels thixoforgés : in order to control the manufacturing process. [Doctoral Dissertation]. Paris, ENSAM; 2013. Available from: http://www.theses.fr/2013ENAM0002

2. Traidi, Khalil. Caractérisation et modélisation micromécanique du comportement des alliages métalliques à l’état semi-solide pour la simulation du thixoforgeage des aciers : Characterizing and micromechanical modelling of metals and alloys in the semi-solid state for thixoforging of steels.

Degree: Docteur es, Mécanique-matériaux, 2016, Paris, ENSAM

Les métaux à l’état semi-solide présentent un comportement rhéofluidifiant caractérisé par une forte chute de la viscosité avec la vitesse de déformation facilitant le remplissage des matrices lors de la mise en forme. L’exploitation de ce comportement donne lieu à un procédé de mise en forme appelé « thixoforgeage ». L’état semi-solide est obtenu en refusion partielle à partir de l’état solide et la fraction de solide est supérieure à 0.8. Les plus hautes températures mises en jeu dans le cas des matériaux à haut point de fusion comme les aciers rendent la maîtrise du procédé plus complexe. Cependant, les travaux antérieurs sur le thixoforgeage d’aciers ont montré le potentiel de ce procédé pour réduire la consommation en matière première et en énergie. La thèse s’inscrit dans le cadre du projet TACA «Thixoforgeage d’Aciers pour la fabrication de Composants Automobiles» piloté par l’IRT-M2P. Il ambitionne le développement industriel du thixoforgeage des aciers pour la fabrication de pièces automobiles. La maîtrise et le développement du thixoforgeage nécessite une bonne connaissance du comportement mécanique du matériau à l’état semi-solide et le développement d’outils de simulation numérique adaptés. Ce travail de thèse a pour objectifs de (i) caractériser expérimentalement le comportement thermomécanique des aciers à l’état semi-solide, (ii) développer un modèle de comportement destiné à être implanté dans le logiciel FORGE® pour simuler le thixoforgeage. Une attention particulière a été portée sur le comportement en traction pour caractériser l’intervalle de température dans lequel le matériau devient très sensible à la fissuration à chaud. Des essais en traction menés à différentes températures ont permis de déterminer la température à partir de laquelle la résistance et la ductilité du matériau chutent drastiquement. Les mécanismes conduisant à ces chutes ont été identifiés et sont conformes à ceux décrits dans la littérature. Un modèle basé sur une approche d’homogénéisation qui prend en compte explicitement le rôle mécanique des phases liquide et solide a été développé. Ce modèle repose sur une approche viscoplastique établie antérieurement puis enrichie afin (i) d’intégrer le comportement élastique du squelette solide saturé en liquide et (ii) distinguer les évolutions de distribution spatiale des phases liquide et solide selon le trajet de chargement en traction ou en compression. Il permet de décrire avec succès, pour la première fois, les trois stades de la réponse mécanique en traction (augmentation, stabilisation puis chute de la contrainte en fonction du déplacement). Le modèle a ensuite été implanté dans le code éléments finis FORGE®. Les simulations des essais de traction GLEBBLE ont permis d’identifier les paramètres du modèle. Des comparaisons des résultats expérimentaux et numériques ont permis de reproduire des phénomènes de localisation de la déformation réelle. Après la validation sur des essais de traction, des simulations de procédés de thixoforgeage industriel, tels que le forgeage de U, ont… Advisors/Committee Members: Favier, Véronique (thesis director), Lestriez, Philippe (thesis director), Debray, Karl (thesis director), Langlois, Laurent (thesis director).

Subjects/Keywords: Rhéologie; Homogénéisation; Semi-Solide; Aciers; Thixoforgeage; Simulation numérique; Rheology; Homogeneization; Semi-Solid; Steels; Thixoforging; Numerical simulation

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APA (6th Edition):

Traidi, K. (2016). Caractérisation et modélisation micromécanique du comportement des alliages métalliques à l’état semi-solide pour la simulation du thixoforgeage des aciers : Characterizing and micromechanical modelling of metals and alloys in the semi-solid state for thixoforging of steels. (Doctoral Dissertation). Paris, ENSAM. Retrieved from http://www.theses.fr/2016ENAM0048

Chicago Manual of Style (16th Edition):

Traidi, Khalil. “Caractérisation et modélisation micromécanique du comportement des alliages métalliques à l’état semi-solide pour la simulation du thixoforgeage des aciers : Characterizing and micromechanical modelling of metals and alloys in the semi-solid state for thixoforging of steels.” 2016. Doctoral Dissertation, Paris, ENSAM. Accessed December 09, 2019. http://www.theses.fr/2016ENAM0048.

MLA Handbook (7th Edition):

Traidi, Khalil. “Caractérisation et modélisation micromécanique du comportement des alliages métalliques à l’état semi-solide pour la simulation du thixoforgeage des aciers : Characterizing and micromechanical modelling of metals and alloys in the semi-solid state for thixoforging of steels.” 2016. Web. 09 Dec 2019.

Vancouver:

Traidi K. Caractérisation et modélisation micromécanique du comportement des alliages métalliques à l’état semi-solide pour la simulation du thixoforgeage des aciers : Characterizing and micromechanical modelling of metals and alloys in the semi-solid state for thixoforging of steels. [Internet] [Doctoral dissertation]. Paris, ENSAM; 2016. [cited 2019 Dec 09]. Available from: http://www.theses.fr/2016ENAM0048.

Council of Science Editors:

Traidi K. Caractérisation et modélisation micromécanique du comportement des alliages métalliques à l’état semi-solide pour la simulation du thixoforgeage des aciers : Characterizing and micromechanical modelling of metals and alloys in the semi-solid state for thixoforging of steels. [Doctoral Dissertation]. Paris, ENSAM; 2016. Available from: http://www.theses.fr/2016ENAM0048

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