L es aciers à effet TRIP (TRansformation Induced Plasti- city) sont des matériaux possédant une certaine fraction volumique d’austénite résiduelle métastable (réseau CFC) sujette à transformation martensitique (réseau QC) au cours d’un chargement thermomécanique. La transformation martensitique induite est couplée aux mécanismes de déforma- tions thermoélastoplastiques de chaque phase confèrant au matériau un caractère de composite non linéaire à microstructu- re évolutive, combinant des propriétés remarquables de résis- tance (Rm > 1000 MPa) et de ductilité (A% > 30 %). Dans le cadre de la mécanique des milieux continus, la recher- che de la réponse thermomécanique de matériaux impliquant la transformation de phase austénite → martensite a suscité l’inté- rêt de plusieurs auteurs [1-4]. Plusieurs modélisations se basant sur des concepts thermomécaniques et thermodynamiques ont pu être construites. Dans ce travail, sont présentés deux types de modélisation du comportement des aciers à effet TRIP. Ces modélisations font intervenir différentes variables internes et se réfèrent à deux échelles de description des mécanismes physiques : • la première, établie par Cherkaoui et al. [1], est une modélisa- tion cristallographique. A l’échelle du monocristal, l’écoule- ment plastique est décrit par l’activation des systèmes de glis- sement. Pour les grains austénitiques, il existe un couplage avec la formation sélective de variantes de martensite suivant un critère de transformation. Cette modélisation fait intervenir un grand nombre de variables internes. De par sa finesse dans la description des mécanismes physiques, c’est un outil intéres- sant pour la conception de nouveaux matériaux. Cependant, vu le coût en temps et moyens de calcul, il est difficile actuelle- ment de considérer ce modèle pour la simulation de la mise forme de pièces mécaniques. • la seconde est une nouvelle modélisation “semi-phénoméno- logique” dédiée à la simulation en mise en forme. La structure du matériau se réduit à un agrégat de phases (bainite, ferrite, 18 MATÉRIAUX & TECHNIQUES - N° 3-4 2004 MODÉLISATION DU COMPORTEMENT DES ACIERS A EFFET TRIP : APPROCHES MICROMÉCANIQUE ET SEMI-PHÉNOMENOLOGIQUE Régis Kubler 1 , Marcel Berveiller 1 , Karim Inal 1 , Mohammed Cherkaoui 2 , Pascal Buessler 3 1 LPMM-ENSAM, 4 rue Augustin Fresnel 57078 Metz Cedex regis.kubler@metz.ensam.fr 2 LPMM-Saulcy, 57000 Metz 3 IRSID, Groupe Arcelor, 57283 Maizières-lès Metz MODELLING THE BEHAVIOUR OF TRIP STEELS : MICROMECHANICAL AND SEMI PHENOMENOLOGICAL APPROACHES ABSTRACT : The mechanical behaviour of TRIP assisted steels is investigated through two modelling approaches (micromechanical and more phenomenological). Main results are given for different steel grades and loading paths. A description of the deformation mechanisms per phase is used to analyse the stress partitioning. For the semi pheno- menological model, the stress in austenite decreases with martensitic transformation so that austenite is in compres- sion and martensite in tension compared to the macroscopic stress. Moreover, the model is implemented in Abaqus Vumat subroutine for the Finite Element simulation of stamping of TRIP steel sheets. KEYWORDS: TRIP steels ; Martensitic transformation ; Micromechanics ; Stamping. RÉSUMÉ : Le comportement mécanique des aciers à effet TRIP est étudié via deux types de modélisation (microméca- nique et phénoménologique). Les principaux résultats sont exposés pour différentes nuances d’aciers et divers modes de déformation. Les descriptions des mécanismes de déformation par phase permettent l’analyse de la répartition des contraintes. Pour la nouvelle modélisation semi-phénoménologique, la contrainte dans l’austénite chute lors de la transformation martensitique. Le modèle prédit que l’austénite est en compression par rapport au chargement macro- scopique, tandis que la martensite est en traction. De plus, une implémentation du modèle a été faite dans Abaqus Vumat. Le travail réalisé a permis de valider le modèle sur des cas d’emboutissage de tôles d’acier TRIP. MOTS-CLÉS : Aciers TRIP ; Transformation martensitique ; Micromécanique ; Emboutissage. Modélisation Communication présentée au colloque 2003 du Groupement Français d’Analyse des Contraintes (GFAC 2003), tenu les 9 et 10 avril 2003 à l’ENSAM de Metz.