As curvas limite de conformação (CLC) permitem representar de maneira abrangente a estampabilidade de uma chapa e tem sido empregadas largamente como critério na otimização do processo de estampagem e no projeto de matrizes. Os ensaios simulativos Nakazima são comumente utilizados na determinação das curvas CLC mas suas posições são afetadas devido ao atrito do punção com a chapa e desta com a matriz. Adicionalmente, são demorados e dispendiosos porque exigem 10 corpos de prova (c.p.) de dimensões diferentes e pelo menos três c.p. de cada uma destas dimensões para fins estatísticos perfazendo a quantidade mínima recomendada de 30 corpos de prova. A necessidade da gravação de rede de círculos nas superfícies de todas as amostras bem como as leituras ópticas das elipses após as deformações oneram e atrasam mais a obtenção das CLC. A presente pesquisa baseou-se no aço da qualidade livre de intersticiais (IF) e no aço SAE 1050 coalescido e buscou determinar o ponto CLC0, raiz das curvas CLC e crítico para a estampagem, de modo mais rápido e barato que os ensaios simulativos. Assim, o ensaio intrínseco de tração uniaxial em estado plano de deformação foi aplicado utilizando menor quantidade de amostras. O ensaio Nakazima e Análises por Elementos Finitos (FEM) também foram executados nos aços sob estudo, de modo a permitir comparações dos valores CLC0. Os resultados de CLC0 obtidos pelos ensaios de tração uniaxiais em estado plano de deformação mostraram-se inferiores àqueles apresentados pela análise por elementos finitos e pelo ensaio não planar Nakazima, especialmente em relação a este último. A influência de trações unidirecionais e também ortogonais em estado plano de deformação sobre a rugosidade superficial das chapas, CLC0 e seu estado de tensões (CLT0) e sobre a textura também foi analisada. Desta forma, CLC0 e rugosidade mostraram-se dependentes da trajetória de deformação ao contrario de CLT0. A textura do aço IF, forte no estado recozido, foi fortalecida na direção DL e enfraquecida na direção DT em qualquer das duas trajetórias de deformação. / The forming limit curves (FLC) are used to reveal sheet metal formability and it is largely used in the stamping process optimization and in the project of dies. The measurements of FLC points are made by simulative tests (for example, the one named after Nakazima) which are very complex and costly procedures: around thirty specimens with different measures; engraving of circles grid in metallics surfaces and also, plastics strains and optical lectures are required. The present work used interstitial free (IF) and SAE 1050 spheroidized steel sheets. The aim was to investigate the precision of a simplified test, called near plane tensile test, wich is simpler and less dispendious, allowing the determination of the critical value to formability called FLC0 by a intrinsic plane strain test, which uses smaller sample numbers. The FLC0 value was obtained also by Nakazima simulative test and Finite Elements Analysis (FEM) to allow comparisons with plane strain tests. The results of FLC0 obtained by plane strain tension tests are smaller that similar values provided through FEM and Nakazima tests, but these differences can be attributed to deficiencies in these procedures, so the plane strain tensile values are presumably more reliable. The numerical analysis FEM ignores texture evolution during plastic strain, which is a possible factor to explain the differences. The Nakazima test showed largest FLC0 parameter in all cases, which is attributed to geometric factors. Evolution of sheet roughness, crystallographic texture and their correlation with the obtained FLC0 values were also investigated in addition to applying plain strain uniaxial and orthogonal tensile tests. The type of deformation trajectory influenced the FLC0 point and roughness, but the tension point FLSC0 associated to FLC0 was invariant. Texture depends on deformation trajectory and its intensity increases with the deformation along rolling direction.

As curvas limite de conformação (CLC) permitem representar de maneira abrangente a estampabilidade de uma chapa e tem sido empregadas largamente como critério na otimização do processo de estampagem e no projeto de matrizes. Os ensaios simulativos Nakazima são comumente utilizados na determinação das curvas CLC mas suas posições são afetadas devido ao atrito do punção com a chapa e desta com a matriz. Adicionalmente, são demorados e dispendiosos porque exigem 10 corpos de prova (c.p.) de dimensões diferentes e pelo menos três c.p. de cada uma destas dimensões para fins estatísticos perfazendo a quantidade mínima recomendada de 30 corpos de prova. A necessidade da gravação de rede de círculos nas superfícies de todas as amostras bem como as leituras ópticas das elipses após as deformações oneram e atrasam mais a obtenção das CLC. A presente pesquisa baseou-se no aço da qualidade livre de intersticiais (IF) e no aço SAE 1050 coalescido e buscou determinar o ponto CLC0, raiz das curvas CLC e crítico para a estampagem, de modo mais rápido e barato que os ensaios simulativos. Assim, o ensaio intrínseco de tração uniaxial em estado plano de deformação foi aplicado utilizando menor quantidade de amostras. O ensaio Nakazima e Análises por Elementos Finitos (FEM) também foram executados nos aços sob estudo, de modo a permitir comparações dos valores CLC0. Os resultados de CLC0 obtidos pelos ensaios de tração uniaxiais em estado plano de deformação mostraram-se inferiores àqueles apresentados pela análise por elementos finitos e pelo ensaio não planar Nakazima, especialmente em relação a este último. A influência de trações unidirecionais e também ortogonais em estado plano de deformação sobre a rugosidade superficial das chapas, CLC0 e seu estado de tensões (CLT0) e sobre a textura também foi analisada. Desta forma, CLC0 e rugosidade mostraram-se dependentes da trajetória de deformação ao contrario de CLT0. A textura do aço IF, forte no estado recozido, foi fortalecida na direção DL e enfraquecida na direção DT em qualquer das duas trajetórias de deformação. / The forming limit curves (FLC) are used to reveal sheet metal formability and it is largely used in the stamping process optimization and in the project of dies. The measurements of FLC points are made by simulative tests (for example, the one named after Nakazima) which are very complex and costly procedures: around thirty specimens with different measures; engraving of circles grid in metallics surfaces and also, plastics strains and optical lectures are required. The present work used interstitial free (IF) and SAE 1050 spheroidized steel sheets. The aim was to investigate the precision of a simplified test, called near plane tensile test, wich is simpler and less dispendious, allowing the determination of the critical value to formability called FLC0 by a intrinsic plane strain test, which uses smaller sample numbers. The FLC0 value was obtained also by Nakazima simulative test and Finite Elements Analysis (FEM) to allow comparisons with plane strain tests. The results of FLC0 obtained by plane strain tension tests are smaller that similar values provided through FEM and Nakazima tests, but these differences can be attributed to deficiencies in these procedures, so the plane strain tensile values are presumably more reliable. The numerical analysis FEM ignores texture evolution during plastic strain, which is a possible factor to explain the differences. The Nakazima test showed largest FLC0 parameter in all cases, which is attributed to geometric factors. Evolution of sheet roughness, crystallographic texture and their correlation with the obtained FLC0 values were also investigated in addition to applying plain strain uniaxial and orthogonal tensile tests. The type of deformation trajectory influenced the FLC0 point and roughness, but the tension point FLSC0 associated to FLC0 was invariant. Texture depends on deformation trajectory and its intensity increases with the deformation along rolling direction.

En soudage en phase solide, si la température peut avoir un rôle favorable, une sollicitation mécanique est également nécessaire pour s’affranchir de la couche d’oxyde recouvrant naturellement l’aluminium. Dans ce travail, on a ainsi cherché à comprendre l’importance de la sollicitation mécanique vis-à-vis de la création des jonctions métalliques. Dans ce but, 2 essais de soudabilité à froid ont été mis en place. L’essai de compression plane (CP) a pour but d’augmenter la surface à l’interface de soudage, de sorte à morceler la couche d’oxyde. Grâce à la microscopie, à une analyse par EF et à un modèle tensoriel de caractérisation de l’évolution des surfaces, les essais ont montré que, plus que l’importante déformation globale, le soudage se produit dans les zones de cisaillement maximum.Par conséquent, le second essai repose sur le cisaillement de l’interface de soudage : un tube sectionné est soumis à un effort de compression et de torsion alternée. Comme pour l’essai de CP, l’influence de divers paramètres a été étudiée. Parmi ceux-ci, l’état de surface (rugosités et propreté), l’angle de torsion (faible amplitude) et le nombre de cycles ont un rôle prépondérant. Les assemblages soudés ont ensuite été caractérisés mécaniquement et observés en microscopie (MEB-FEG, EBSD). Par rapport à l’essai de CP, on a pu constater une meilleure quantité et qualité des jonctions en compression-torsion alternée. De plus, un modèle thermodynamique a permis de conclure que les énergies mises en jeu sont trop faibles pour permettre un échauffement significatif : le soudage, sur environ 50% de l’interface en l’état actuel des choses, n’est réalisé que par des effets mécaniques locaux. / In solid-state welding, if the temperature generally has an important role (diffusion, recrystallization, etc.), a mechanical load is also necessary to override the oxide layer which naturally covers aluminium alloys. This work aims to understand the influence of the mechanical load on the formation of metallic bonds. To this end two cold weldability tests have been introduced. Firstly the plane strain channel-die compression of two cuboids sample aims to increase the surface at the welding interface in order to break up the oxide layer. Thanks to microscopy, a FEA model and a tensorial model of surfaces evolution, those results showed that, more than the important global deformation, welds were created in areas with maximum shear. Subsequently the second test aims to shear the welding interface: a tube is cut through its section and undergoes both a compression and a cyclic torsion load. As for our first weldability test, the influence of some parameters has been studied. Among them, the surface condition (roughness and cleanliness), the torsion angle (low amplitude) and the number of cycles are the most influential. Then the welded joints have been mechanically tested and microscopically observed (FEG-SEM and EBSD). In comparison with our first test, a higher quality and quantity of the joining has been showed. Moreover, a thermodynamic model concludes that the energies involved in this experimental process are too low to imply any local heating: the joining, on 50% of the welding interface as things stand, is only achieved thanks local mechanical effects.