Mechanical response and dislocation substructure of high strength Ni-Cr-Mo steel subjected to impact loading

Résumé
On étudie ici le comportement méchanique d'acier AISI 4340 soumis au chargement d'impact et la relation entre ses propriétés et l'aspect microstructural des dislocations. Les matériaux ont été trempés (900°C/30 min.) à l'huile et subi un revenu de 2 heures à 550°C avec l'arrêt à l'air afin d'obtenir une meilleure structure martensitique. Les propriétés dynamiques ont été déterminées à l'aide d'un dispositif de barre de Hopkinson en compression dans la gamme de vitesse de déformation allant de 10²s^-1 à 5x10⁴s^-1. Les influences de la vitesse de déformation sur la caracteristique "contrainte-déformation", l'écrouissage et les mécanismes de déformation ont été présentées. De même, les échantillons déformés ont été analysés en microscope électronique à transmission dans le but d'observer le développement de cellules et de mesurer la densité des dislocations et la taille des cellules de dislocations. La relation entre la densité des dislocations, la contrainte d'écoulement et la vitesse de déformation ont été discutées en fonction de la structure des dislocations observée.

Abstract
This work focuses on investigating the mechanical response of high strength Ni-Cr-Mo steel (AISI 4340) subject to impact loading, and the relation between its properties and its dislocation substructure. The material was quenched (900°C/30 min.) in oil and then tempered at 550°C for 2 hours to obtain a better tempering martensite structure. The high-strain-rate properties are determined by a series of standard split Hopkinson compression tests at strain rate ranging from 10²s^-1 to 5x10⁴s^-l. The influences of the strain rate on the stress-strain characteristics, work hardening and deformation mechanisms are discussed. Parallel with this work, the deformed specimens are studied with transmission electron microscopy techniques to observe the development of a cell structure and measure the dislocation density and cell size. The relationships between dislocation density, flow stress, and strain rate have been described in terms of the dislocation structure observed.