Specifics of mechanically driven atomic distributions In interstitial alloys

Mechanically driven interstitial atoms distributions are exemplified in the case of FeIx (I = C or N) alloys obtained by ball milling process in the concentration range 0.05 ≤ x ≤ 0.5. With the chosen processing protocol, the asymptotic completion interstitial distribution depends on x and on the nature of interstitial (C or N) and not on the reactants which only have to respect the aimed nominal composition of the mixture. Mössbauer spectrometry results have proven that the distribution observed for similar interstitial compositions for C and for N are different. The grounds of these differences and the consequences on the structure of mechanically driven alloys are analysed, as well as the influence of nano-structuration on plasticity nanomechanisms. The role of stacking faults shown by diffraction and microscopy results as well as other lattice defects and phase transformation is examined

Modélisation des processus de germination / croissance des grains de zinc pour l’étude du procédé de galvanisation

Près de la moitié des 10 millions de tonnes de zinc produites annuellement à travers le monde sont utilisées pour la galvanisation de pièces d’acier. Le dépôt d’un film adhérent de zinc obtenu par ce procédé constitue une anode sacrificielle limitant fortement la corrosion du métal. Dans le but de mieux appréhender la formation de l’état de surface final du matériau galvanisé, un modèle couplant des approches automates cellulaires et éléments finis a été développé. Il permet de simuler la germination des cristaux à la surface du substrat et la croissance des différentes branches dendritiques. Le développement préférentiel des grains dans le plan basal et l’évolution de leur vitesse de croissance selon leur orientation spatiale sont montrées. De plus, la confrontation de ces résultats avec les analyses EBSD menées parallèlement sur des échantillons de tôles minces, montre une bonne prédiction de la texture du film protecteur

A Cellular Automaton / Finite Element model for predicting grain texture development in galvanized coatings

Hot-dipping galvanizing process is a widely used and efficient way to protect steel from corrosion. We propose to master the microstructure of zinc grains by investigating the relevant process parameters. In order to improve the texture of this coating, we model grain nucleation and growth processes and simulate the zinc solid phase development. A coupling scheme model has been applied with this aim. This model improves a previous two-dimensional model of the solidification process. It couples a cellular automaton (CA) approach and a finite element (FE) method. CA grid and FE mesh are superimposed on the same domain. The grain development is simulated at the micro-scale based on the CA grid. A nucleation law is defined using a Gaussian probability and a random set of nucleating cells. A crystallographic orientation is defined for each one with a choice of Euler's angle (Ψ,θ,φ). A small growing shape is then associated to each cell in the mushy domain and a dendrite tip kinetics is defined using the model of Kurz [2]. The six directions of basal plane and the two perpendicular directions develop in each mushy cell. During each time step, cell temperature and solid fraction are then determined at micro-scale using the enthalpy conservation relation and variations are reassigned at macro-scale. This coupling scheme model enables to simulate the three-dimensional growing kinetics of the zinc grain in a two-dimensional approach. Grain structure evolutions for various cooling times have been simulated. Final grain structure has been compared to EBSD measurements. We show that the preferentially growth of dendrite arms in the basal plane of zinc grains is correctly predicted. The described coupling scheme model could be applied for simulated other product or manufacturing processes. It constitutes an approach gathering both micro and macro scale models.The authors would like to thank the International Lead Zinc Research Organization (ILZRO) for the financial support supplied to this research project

Influence of carbon and nitrogen on electronic structure and hyperfine interactions in fcc iron-based alloys

Carbon and nitrogen austenites, modeled by Fe8N and Fe8C superstructures are studied by full-potential LAPW method. Structure parameters, electronic and magnetic properties as well as hyperfine interaction parameters are obtained. Calculations prove that Fe-C austenite can be successfully modeled by ordered Fe8C superstructure. The results show that chemical Fe-C bond in Fe8C has higher covalent part than in Fe8N. Detailed analysis of electric field gradient formation for both systems is performed. The calculation of electric field gradient allow us to carry out a good interpretation of Moessbauer spectra for Fe-C and Fe-N systems.Comment: 8 pages, 3 figures, IOP-style LaTeX, submitted to J. Phys. Condens. Matte

Modélisation des processus de germination / croissance des grains de zinc pour l’étude du procédé de galvanisation

Près de la moitié des 10 millions de tonnes de zinc produites annuellement à travers le monde sont utilisées pour la galvanisation de pièces d’acier. Le dépôt d’un film adhérent de zinc obtenu par ce procédé constitue une anode sacrificielle limitant fortement la corrosion du métal. Dans le but de mieux appréhender la formation de l’état de surface final du matériau galvanisé, un modèle couplant des approches automates cellulaires et éléments finis a été développé. Il permet de simuler la germination des cristaux à la surface du substrat et la croissance des différentes branches dendritiques. Le développement préférentiel des grains dans le plan basal et l’évolution de leur vitesse de croissance selon leur orientation spatiale sont montrées. De plus, la confrontation de ces résultats avec les analyses EBSD menées parallèlement sur des échantillons de tôles minces, montre une bonne prédiction de la texture du film protecteur

Étude de cas : nécrose unilatérale des glandes surrénales à 25 semaines d'aménorrhées

Objectives: From the example of an unilateral adrenal necrosis during pregnancy and a review, we presented its characteristics and its challenges in order to improve the diagnosis process and the etiological approach.Methods: We read and analysed the medical file of a patient affected by an adrenal necrosis during her pregnancy. Then, through scientific databanks, academic societies and books, we realized a review.Results: A healthy 24-years-old woman, G1P0, presented herself at obstetrical emergency at 25 weeks of gestation with severe lumbar pain and vomiting. Tests only revealed hyperleukocytosis and hyperkalemia. After 48h, adrenal necrosis has been diagnosed at contrast-enhanced computed tomography scan. Unilateral adrenal necrosis usually affects low-risk-patients during normal pregnancies. Its biological and clinical presentation is equivocal. There is no adrenal insufficiency in unilateral cases. The diagnosis¸ often delayed, is made by magnetic resonance imageor contrast-enhanced computed tomography scan. Unilateral adrenal necrosis is caused by adrenal thrombosis; in one third of the time, a thrombophilia is found.Conclusion: Unilateral adrenal necrosis during pregnancy is little known by medical community. Doctors have to think about it when a patient has unilateral lumbar pain, with digestive disorders and hyperleukocytosis without fever and without obvious etiology. Medical imaging assesses the diagnosis. Doctors should not be afraid to use it because if not, it could lead to delay or mistakes.Objectifs : À travers l’étude d’un cas de nécrose unilatérale des glandes surrénales pendant la grossesse et de cas publiés dans la littérature, nous avons présenté les caractéristiques et les enjeux de cette pathologie pour améliorer la démarche diagnostique et étiologique.Matériel et méthode : Nous avons consulté et analysé le dossier médical anonymisé d’une patiente atteinte d’une nécrose des glandes surrénales pendant la grossesse. En consultant des banques de données médicales, des sociétés savantes et des manuels de médecine, nous avons réalisé une revue de la littérature.Résultats : Une patiente de 24 ans, sans comorbidité, primigeste, s’est présentée aux urgences à 25 semaines d’aménorrhées avec une douleur lombaire droite intense associée à des vomissements. Seules une hyperleucocytose et une hyperkaliémie ont été révélées par les examens biologiques. Au bout de 48h, une nécrose de la glande surrénale droite a été diagnostiquée grâce aux clichés de la tomodensitométrie. La nécrose unilatérale de la glande surrénale survient chez des patientes à bas risque au cours de grossesses de déroulement normal. Elle a une présentation clinique et biologique équivoque. L’atteinte unilatérale n’entraîne pas d’insuffisance surrénale. Son diagnostic posé par l’imagerie par résonance magnétique ou la tomodensitométrie injectée, est souvent retardé. La nécrose unilatérale des glandes surrénales est causée par une thrombose veineuse ; la recherche des thrombophilies héréditaires et acquises retrouve une étiologie dans un tiers des cas. Conclusion : La nécrose unilatérale des glandes surrénales pendant la grossesse est peu connue des professionnels de santé. Elle doit être évoquée face à une douleur lombaire unilatérale, des troubles digestifs et une hyperleucocytose avec une apyrexie sans étiologie évidente. L’imagerie médicale permet d’affirmer le diagnostic. Le recours à la tomodensitométrie chez la femme enceinte doit être mesuré et non proscrit, au risque de générer une erreur ou un retard diagnostique

ÉTUDE PAR SPECTROMÉTRIE MÖSSBAUER DES SOLUTIONS SOLIDES Fe-N CUBIQUES ET TÉTRAGONALES

Les différents environnements détectés par spectrométrie Mössbauer permettent de préciser les distributions d'interstitiels dans l'austénite γ et les martensites α' et α" ainsi que l'influence des lacunes dans Fe4Nγ'. Les paramètres hyperfins sont comparés aux valeurs dans Fe-C et Fe-N.Mössbauer spectra of Fe-N solid solutions reveal new environments which allow the accurate determination of the interstitial distributions in austenite (γ) and martensites (α') and (α"). The influence of vacancies is detected in γ'(Fe4N). The hyperfine pararneters are compared to other published values for Fe-C and Fe-N

Mécanismes de corrosion sous contrainte de l'alliage 600 polycristallin et monocristallin en milieu primaire : rôle de l'hydrogène

This study aims to identify stress corrosion mechanisms of alloy 600 in a primary environment. The work was built around two main lines of research: on the one hand to specify the influence of hydrogen on the csc of industrial polycrystalline alloy 600 and on the other hand, to study the steps of priming and crack propagation through the use of polycrystals and single crystals. In slow traction, a cathodic polarization has no effect on the initiation of cracks. On the other hand, the slow propagation speed increases by a factor of 2 to 5. The effect of this factor as well as of the hardened layer and of a hydrogen content of 25 cm # 3 tpn / kg is to make it possible to reach the k # i # c # s # c and therefore the stage of rapid propagation. The study of the behavior of 600 alloy single crystals in a primary medium shows that the initiation of transgranular cracks is impossible, whereas their propagation is possible on pre-cracked specimens. Transgranular cracks have a crystallographic appearance similar to that of stainless steels in mgcl # 2 medium. In addition, some results make it possible to specify the conditions of the cracking. First, the repassivation currents of alloy 600 decrease as the hydrogen content of the medium increases. This effect is not correlated with sensitivity to the csc. A direct role of hydrogen in aqueous solution on the dissolution is not sufficient to explain the cracking. Secondly, the mechanical behavior of the alloy 600 previously charged with hydrogen is no longer affected by the fph beyond 200c. Thirdly, several results show that the intergranular slip is only a marker of the mechanical sensitivity of the grain boundaries of the alloy 600. All of these results make it possible to draw several conclusions on the mechanisms proposed for the CSC of the alloy. alloy 600. Concerning initiation, a direct contribution of the internal oxidation or hydrogen absorbs is possible. At the propagation level, it is now possible to rule out the mechanisms of dissolution, internal oxidation and global embrittlement by hydrogen. On the other hand, the corrosion enhanced plasticity model, based on interactions between hydrogen and deformation, makes it possible to explain the propagation of csc cracks of alloy 600.Cette étude a pour objectif d'identifier les mécanismes de corrosion sous contrainte de l'alliage 600 en milieu primaire. Le travail s'est construit autour de deux axes de recherche principaux : d'une part préciser l'influence de l'hydrogène sur la csc de l'alliage 600 polycristallin industriel et d'autre part, étudier les étapes d'amorçage et de propagation des fissures via l'utilisation de polycristaux et de monocristaux. En traction lente, une polarisation cathodique n'a pas d'effet sur l'amorçage des fissures. En revanche, la vitesse de propagation lente augmente d'un facteur 2 a 5. L'effet de ce facteur ainsi que de la couche écrouie et d'une teneur en hydrogène de 25 cm#3 tpn/kg est de permettre d'atteindre le k#i#c#s#c et donc le stade de propagation rapide. L'étude du comportement de monocristaux d'alliage 600 en milieu primaire montre que l'amorçage de fissures transgranulaires est impossible, alors que leur propagation est possible sur des éprouvettes préfissurees. Les fissures transgranulaires présentent un aspect cristallographique proche de celui des aciers inoxydables en milieu mgcl#2. De plus, certains résultats permettent de préciser les conditions de la fissuration. Premièrement, les courants de repassivation de l'alliage 600 diminuent lorsque la teneur du milieu en hydrogène augmente. Cet effet n'est pas correlé a la sensibilité a la csc. Un rôle direct de l'hydrogène en solution aqueuse sur la dissolution ne suffit donc pas a expliquer la fissuration. Deuxièmement, le comportement mécanique de l'alliage 600 préalablement charge en hydrogène n'est plus affecte par la fph au-delà de 200c. Troisièmement, plusieurs résultats montrent que le glissement intergranulaire n'est qu'un marqueur de la sensibilité mécanique des joints de grains de l'alliage 600. L'ensemble de ces résultats permet de tirer plusieurs conclusions sur les mécanismes proposes pour la csc de l'alliage 600. Concernant l'amorçage, une contribution directe de l'oxydation interne ou de l'hydrogène absorbe est envisageable. Au niveau de la propagation, il est désormais possible d'écarter les mécanismes de dissolution, d'oxydation interne et de fragilisation globale par l'hydrogène. En revanche, le corrosion enhanced plasticity model, base sur des interactions entre l'hydrogène et la déformation, permet d'expliquer la propagation des fissures de csc de l'alliage 600