Morphologic and crystallographic analysis of the micro-bands in carbon steel deformed by deep drawing

 

Analyse morphologique et cristallographique des  micro-bands dans un acier carbonique déformé par emboutissage

 

A. Boumaiza1*, Ji.Vincent2, N. Rouag3

1Département de Physique, Université de Jijel, BP98 Ouled Aissa Jijel 18000 Algérie.

2ICMMO/LEMHE, UMR CNRS 8182, Université Paris-Sud 11, 91405 Orsay, France.

3Laboratoire de Microstructure et défauts, Faculté des Sciences,  Université Mentouri Constantine 25000 Algérie

* Corresponding author. E-mail: a_boumaiza05@yahoo.fr

Received: 16 September 2008; revised version accepted: 02 November 2008

 

Abstract

     This study considers the influence of deformation localization, in micro-bands limited by crystalline plans, on damage and rupture of carbon steel sheets during forming. The different structural heterogeneities have a variable internal stress level that strongly influences the material’s mechanical properties. Microstructures of the initial state and the deformed states are studied using optical microscopy, X rays diffraction (XRD) and Electron Back Scattering Diffraction (EBSD). The morphological analysis shows the micro-band presence in the three tensile directions i.e. a= 0°, 45° and 90°. We observe a diffuse localization for those three directions, but with an intensity that increases towards DT. A more precise analysis of orientations inside grains shows that almost all of them have continuous variations in their orientations. The micro-band possess the same fibre texture than the global texture of deformed states, with a (111)<110> type reinforcement. The reorientation of grains from the initial orientation {111}<112> towards the deformation orientation {111}<110> implies an important micro-stress state which initiates an instability causing a rapid localization of deformation and therefore an early rupture. 

 

Keywords: Heterogeneity; Localization; Carbon steel; Texture; Rupture.

 

Résumé

     Cette étude considère l'influence de la localisation de déformation, sous forme de bandes limitées par des plans, sur l'endommagement et la rupture des tôles d’aciers doux destinée à la mise en forme. Les différentes structures hétérogènes ont un niveau de contrainte interne variable, ce qui influence fortement les propriétés mécaniques des matériaux. Les microstructures du matériau de l'état initial et de l'état déformé sont étudiées par microscope optique, diffraction des rayons X (DRX) et par diffraction des électrons rétro diffusés (EBSD). L’analyse morphologique  a montré la présence  des bandes dans les trois directions de traction à a= 0°, 45° et 90°.On observe une localisation diffuse pour ces  différentes directions, mais avec une intensité s’accentue vers DT. Une analyse plus fine des orientations à l’intérieur des grains  montre que les grains présentent pratiquement tous des variations continues en orientations. La texture de la microbande est identiques à celle obtenue aux états  déformés (111)<110>.  Il semble que la réorientation des grains de l’orientation initiale {111} <112> vers l’orientation de déformation {111}<110> implique un état de micro-contrainte important qui initie une instabilité se traduisant par une localisation rapide de déformations et donc à une rupture prématurée.

 

Mots clés: Hétérogénéité; Localisation; Interface; Texture; Rupture.


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