37ème Colloque de Métallurgie de l'INSTN
Microstructures et Recristallisation

J. Phys. IV 05 (1995) C3-187-C3-196
DOI: 10.1051/jp4:1995316

Recristallisation Dynamique au Cours de la Déformation à Chaud de Quatre Nuances de Bronze à 9% d'Etain

S. Andrieu¹, M. Pernot², B. Bayle³ and F. Montheillet<sup>3

1</sup>  Laboratoire de Recherche des Musées de France, 6 rue des Pyramides, 75041 Paris cedex 01, France
²  UMR 9934, Faculté des Sciences, Université de Bourgogne, 6 boulevard Gabriel, 21000 Dijon, France
³  Ecole des Mines de Saint Etienne, Centre Sciences des Matériaux et des Structures, 158 cours Fauriel, 42023 Saint Etienne cedex 01, France

Résumé
Pour cerner les techniques métallurgiques des artisans protohistoriques, il est nécessaire de connaître les évolutions microstructurales obtenues selon les déformations imposées. La compression à chaud de deux bronzes industriels (contenant soit 0,026% soit 0,26% de zinc) et deux bronzes "archéologiques" (contenant soit 0,5% de soufre soit 0,5% de soufre et 0,5% de plomb) permet les observations suivantes :
- Les comportements des bronzes "archéologiques" sont très similaires : jusqu'à 600°C pour ε=0.1 on n'observe pas de recnstallisation ; pour ε=1.2 on observe une recristallisation en collier le long des joints de grains. À 750°C la recristallisation semble homogène dans tout le matériau.
- Pour les deux bronzes industriels, on observe à 750° C une recristallisation dynamique en collier. Pour le bronze contenant 0,26% de zinc, une deuxième recristallisation a ensuite lieu dans les grains déjà recristallisés, d'où un affinement de la taille des grains et un adoucissement de la contrainte.
La pureté du bronze semble donc être un paramètre déterminant dans son comportement à chaud. Nous avons ainsi mis en évidence l'existence d'un phénomène d'affinement de grain qui ne semble pas jusqu'à présent avoir été décrit dans la littérature.

Abstract
In order to restore the metallurgical techniques of protohistoric artisans, it is necessary to investigate the microstructural changes produced in various working conditions. Hot compression experiments carried out on two industrial bronzes (containing 0,026% and 0,26% zinc, respectively) and two "archaeological" bronzes (containing 0,5% sulphur, and 0,5% sulphur plus 0,5% lead, respectively) have led to the following results :
- The behaviours of the two archaeological bronzes are quite similar : up to 600°C, recrystallization has not yet occurred for ε=0.1, whereas a necklace recrystallization is observed along the grain boundaries for ε=1.2. At 750°C, recrystallization appears to be homogeneous within the material.
- In the industrial bronzes, necklace dynamic recrystallization is observed at 750°C. For the bronze with 0,26% Zn, a second recrystallization then takes place in the already recrystallized grains, wich produces grain refinement and flow softening.
The purety of bronze has thus revealed to be a critical parameter for hot working behaviour. In particular, a mechanism of grain refinement was discovered, that does not seems to have been previously reported in the literature.

© EDP Sciences 1995