Characterization of innovative steels by dual mechanical tests

Les auteurs remercient MM. Gaëtan Starzyk, Florian Baratto et Nicolas Charoy pour le travail effectué lors de leur projet de fin d’étude ingénieur Arts et Métiers au centre de Lille, travail qui a permis la mise en place du dispositifd’essai et la réalisation des essais mécaniques de caractérisation des échantillons. De même, nous remercions ArcelorMittal Maizières (Maizières-lès-Metz) pour les échantillons d’acier dual-phase transmis pour la réalisation de ce travail de rechercheDans le domaine du développement des aciers innovants, en recherche et développement, les volumes réduits de matière disponibles ne permettent pas une caractérisation fiable et rapide du comportement des matériaux élaborés. Un essai de caractérisation mécanique « Small Punch Test » est proposé comme essai de caractérisation adapté à l’étude de faibles volumes de matière. Cet essai se réalise par la déformation progressive d’une pastille d’épaisseur réduite, pour atteindre la rupture. Une méthode inverse, basée sur l’algorithme du simplexe, a été développée pour exploiter la courbe effort/enfoncement et déterminer les propriétés mécaniques. Cette approche a été appliquée à une nuance d’acier dual-phase développé pour cette étude. Nous montrons néanmoins que cet essai n’est pas satisfaisant pour estimer précisément les paramètres de la loi de comportement mécanique, et nous proposons de croiser les résultats obtenus avec un essai de macrodureté Vickers instrumentée pour obtenir un résultat pertinent. L’amélioration dans la prévision du comportement est montrée et permet de valider la démarche proposée.In the research and development field on innovative steels, the available amounts of materials do not allow a quick and reliable characterization of their mechanical properties. An easy test called “Small Punch Test” is proposed as a differential characterization test adapted to a small amount of material. This test consists in the slow deformation of a small and thin disc of the steel. The test is conducted till the breaking of the sample. An inverse method based on the simplex algorithm is proposed in order to estimate the mechanical properties from the load/displacement curve. This approach has been applied to a dual-phase steel grade elaborated for this study. We show that this single test is not sufficient in order to precisely estimate the parameters of the constitutive law for the mechanical behaviour of the steel. We propose to compare the previous results with the ones of a macro-hardness instrumented Vickers test. This enables to obtain a reliable couple of parameters. The improvement in the constitutive law parameter estimation is shown. These dual tests show the advantage of this approach in order to estimate the mechanical properties of innovative steels

Characterization of innovative steels by dual mechanical tests

Les auteurs remercient MM. Gaëtan Starzyk, Florian Baratto et Nicolas Charoy pour le travail effectué lors de leur projet de fin d’étude ingénieur Arts et Métiers au centre de Lille, travail qui a permis la mise en place du dispositifd’essai et la réalisation des essais mécaniques de caractérisation des échantillons. De même, nous remercions ArcelorMittal Maizières (Maizières-lès-Metz) pour les échantillons d’acier dual-phase transmis pour la réalisation de ce travail de rechercheDans le domaine du développement des aciers innovants, en recherche et développement, les volumes réduits de matière disponibles ne permettent pas une caractérisation fiable et rapide du comportement des matériaux élaborés. Un essai de caractérisation mécanique « Small Punch Test » est proposé comme essai de caractérisation adapté à l’étude de faibles volumes de matière. Cet essai se réalise par la déformation progressive d’une pastille d’épaisseur réduite, pour atteindre la rupture. Une méthode inverse, basée sur l’algorithme du simplexe, a été développée pour exploiter la courbe effort/enfoncement et déterminer les propriétés mécaniques. Cette approche a été appliquée à une nuance d’acier dual-phase développé pour cette étude. Nous montrons néanmoins que cet essai n’est pas satisfaisant pour estimer précisément les paramètres de la loi de comportement mécanique, et nous proposons de croiser les résultats obtenus avec un essai de macrodureté Vickers instrumentée pour obtenir un résultat pertinent. L’amélioration dans la prévision du comportement est montrée et permet de valider la démarche proposée.In the research and development field on innovative steels, the available amounts of materials do not allow a quick and reliable characterization of their mechanical properties. An easy test called “Small Punch Test” is proposed as a differential characterization test adapted to a small amount of material. This test consists in the slow deformation of a small and thin disc of the steel. The test is conducted till the breaking of the sample. An inverse method based on the simplex algorithm is proposed in order to estimate the mechanical properties from the load/displacement curve. This approach has been applied to a dual-phase steel grade elaborated for this study. We show that this single test is not sufficient in order to precisely estimate the parameters of the constitutive law for the mechanical behaviour of the steel. We propose to compare the previous results with the ones of a macro-hardness instrumented Vickers test. This enables to obtain a reliable couple of parameters. The improvement in the constitutive law parameter estimation is shown. These dual tests show the advantage of this approach in order to estimate the mechanical properties of innovative steels

Large-scale velocity field and strain tensor in Iran inferred from GPS measurements: new insight for the present-day deformation pattern within NE Iran

International audienceA network of 26 GPS sites was implemented in Iran and Northern Oman to measure displacements in this part of the Arabia–Eurasia collision zone. We present the GPS velocity field obtained from three surveys performed in 1999 September, 2001 October and 2005 September and the deduced strain tensor. This study refines previous studies inferred from only the two first surveys. Improvements are significant in NE Iran. The present-day shortening rate across the mountain belts of NE Iran is estimated to 5 ± 1 mm yr−1 at about N11°, 2 ± 1 mm yr−1 of NS shortening across the eastern Kopet Dag and 3 ± 1 mm yr−1 of NS shortening across Binalud and Kuh-e-Sorkh. Our GPS measurements emphasize the varying character of the Kopet Dag deformation between its southeastern part with prevailing thrusting at low rates and its northwestern part with dominant strike-slip activity at increasing rates. The principal axes of the horizontal strain tensor appears very homogeneous from the Zagros to the Alborz and the Kopet-Dag (N20°) and in eastern Iran (Makran and Lut block: N30°). Only NW Iran suffers a variable strain pattern which seems to wrap the Caspian basin. The strain tensor map underlines the existence of large homogeneous tectonic provinces in terms of style and amplitude of the deformation