Anisotropy and crystal plasticity study of fcc polycrystalline Ni by nanoindentation

Abstract

National audienceL'objectif de l'étude est de mettre en lumière l'anisotropie des matériaux cristallins de type cfc aux échelles micro et nanométriques. Des résultats numériques et expérimentaux de nanoindentation sont présentés. Les essais expérimentaux ont été réalisés sur un échantillon de nickel polycristallin, avec un indenteur de type Berkovich. Les simulations ont été menées sous le code éléments finis ZEBULON, en y intégrant un modèle de plasticité cristalline en grande déformation. Trois directions cristallographiques principales, correspondant à trois grains présentant ces mêmes directions , ont été choisies comme axe d'indentation, à savoir [001], [101] et [111]. Les empreintes ont été analysées au microscope à force atomique (AFM). La topographie de la surface autour des empreintes a révélé des lignes de glissement associées aux différents systèmes activés, ainsi que des remontées de matière (bourrelets) fortement anisotropes et non-symétriques, dépendantes de l'orientation du cristal par rapport à l'indenteur. Ces observations sont en accord avec les résultats des simulations numériques. L'effet de l'orientation de l'indenteur dans chacun des plans d'indentation a également été étudié expérimentalement et numériquement