INTERACTIONS OF IMPURITIES WITH A MOVING GRAIN BOUNDARY

Résumé
La plupart des théories développées, pour interpréter l'interaction des impuretés avec un joint de grain en mouvement, supposent une ségrégation uniforme le long d'un joint de grains plan. Quand la vitesse du joint augmente, l'excès d'impuretés au joint exerce une force résistante sur le joint, jusqu'au moment où la force résistante ne peut plus contrebalancer la force motrice : le joint se libère alors de ses impuretés. Dans ce travail, les hypothèses d'une répartition latérale uniforme des impuretés et de la planéité du joint de grains sont modifiées pour permettre à la fois une diffusion parallèle au joint et latérale des impuretés, dans le voisinage du joint de grains. On a trouvé qu'entre les deux stades habituels (traînage des impuretés par le joint et libération du joint de ses impuretés), existe un stade important où sont instables à la fois la forme plane du joint et la répartition latérale uniforme des impuretés au joint. L'hypothèse suivante est avancée : dans ce régime instable, les joints de grains pourraient présenter tout un spectre de morphologies relativement complexes ; la connaissance de ces morphologies conduirait à la première description complète du processus de séparation du joint de ses impuretés et à une meilleure compréhension de phénomènes plus complexes, comme le durcissement des solutions solides, la croissance des grains et la recristallisation secondaire

Abstract
Most theories developed to explain interaction of impurities with a moving grain boundary involve a uniform excess impurity concentration distributed along a planar grain boundary. As boundary velocity increases, the excess impurities exert a net drag force on the boundary until a level is reached whereat the drag force no longer can balance the driving force and breakaway of the boundary from these impurities occurs. In this investigation, assumptions of a uniform lateral impurity profile and a planar grain boundary shape are relaxed by allowing both forward and lateral diffusion of impurities in the vicinity of a grain boundary. It is found that the two usual regions (drag of impurities by, and breakaway of a planar grain boundary) are separated by an extensive region wherein a uniform lateral impurity profile and a planar grain boundary shape are unstable. It is suspected that, in this unstable region, grain boundaries assume a spectrum of more complex morphologies and that elucidation of these morphologies can provide the first definitive description of the breakaway process and insight to more complex phenomena such as solid-solution strengthening, grain growth and secondary recrystallization.