Modélisation et simulation du comportement des alliages de magnésium lors de la déformation à chaud

Abstract

Les alliages de magnésium sont de plus en plus utilisés dans l'industrie automobile. Leur faible masse volumique permet d'alléger les véhicules, donc de diminuer l'utilisation de carburant et les émissions de gaz à effet de serre. La ductilité du magnésium à température ambiante est faible, mais une augmentation de celle-ci permet l'activation de systèmes de glissement supplémentaires et une meilleure formabilité. L'hydroformage à chaud pourrait donc permettre de fabriquer des pièces en alliages de magnésium destinées à l'industrie automobile. L'objectif de ce travail était de développer un modèle numérique permettant de simuler le comportement des alliages de magnésium déformés à température modérée (200 °C). Les principales difficultés résident dans le fait que le magnésium ne se déforme pas seulement par glissement, mais aussi par maclage. En plus de réorienter les mailles cristallines, le maclage amène également un schéma de durcissement complexe. Le modèle utilisé en est un de plasticité cristalline, qui tient compte de révolution de la texture lors de la déformation. Le modèle de départ a été adapté au magnésium en y incluant le maclage. Il tient compte de la réorientation des mailles cristallines, ainsi que du durcissement causé par les joints de macles. Le modèle a d'abord été calibré grâce aux courbes de traction et de compression uniaxiale, puis a été valide par la simulation de l'essai de déformation circonférentielle. L'évolution de texture observée a aussi permis de valider le modèle. Des équations permettant d'ajuster les paramètres du modèle en fonction du taux de déformation ont également été développées. Les diagrammes des limites de formage dans les directions conventionnelles et d'hydroformage ont été tracés. Le maclage semble contribuer légèrement à la formabilité des alliages de magnésium à la température étudiée. Une augmentation de l'index de sensibilité à la vitesse de déformation a aussi un effet positif sur la formabilité. Les résultats obtenus ne permettent cependant pas de déterminer l'effet du taux de déformation.