Forgeabilité et microstructure d'un aluminiure de titane à base γ-TiAl déformé par torsion à chaud

Résumé
Les aluminiures de titane γ-TiAl sont des matériaux prometteurs pour l'aéronautique du fait de leur faible densité et de leurs excellentes propriétés mécaniques en conditions extrêmes. Avec une densité beaucoup plus faible que celle des superalliages, une résistance à l'oxydation plus élevée que celle des alliages de titane, ils offrent d'excellentes propriétés entre 600°C et 800°C, avec un module d'Young qui varie très peu avec la température. De nombreuses études ont porté sur les relations microstructure / propriétés mécaniques mais peu sur les relations forgeabilité / microstructure. Cette forgeabilité est limitée par une faible ductilité jusqu'à 500°C. De plus, les gammes de mise en forme industrielles ne sont pas encore optimisées pour ces matériaux, en particulier les gammes de forgeage. On doit en effet bien maîtriser l'évolution de la microstructure, en relation avec les modes d'élaboration et les traitements thermomécaniques appliqués au matériau. C'est pourquoi une étude rhéologique et microstructurale d'un alliage γ-TiAl déformé au moyen de l'essai de torsion à chaud entre 1050°C et 1150°C est réalisée dans le cadre d'un développement d'aubes forgées pour moteurs aéronautiques. L'observation et l'analyse quantitative des microstructures sur les états déformés ont pour objectif de comprendre les évolutions microstructurales lors de déformations à chaud et de mieux appréhender les procédés de forgeage. Une loi de comportement est déterminée dans les gammes du procédé industriel et introduite dans un code de calcul de simulation par éléments finis pour optimiser les paramètres du procédé.