Forgeabilité des aciers inoxydables austéno-ferritiques

tel-00672279, version 1 - 21 Feb 2012
230 Résumé étendu
W f = W p
Energie totale (J)
Plastic deformation
Energie nécessaire pour déformer
plastiquement notre matériau (J)
Crack propagation
+ W e
Fig 7. Principe du concept de travail essential de rupture
Energie nécessaire pour faire germer,
croitre, et coalescer les cavités(J)
Ce qui nous intéresse, c’est de déterminer la contribution « endommagement » afin de quantifier la
résistance à la propagation de fissures. Cette contribution porte le nom de travail essentiel de rupture.
Le travail essentiel de rupture fournit un critère énergétique qui quantifie la résistance au déchirement
ductile. Les détails concernant la détermination du travail essentiel de rupture sont donnés dans le
manuscrit (p45-47). Si cette méthode a été largement utilisée à température ambiante pour déterminer
la ténacité de tôles minces métalliques ou de films polymères, de nombreuses adaptations, également
décrites dans ce manuscrit (p49-50), ont été nécessaires pour pouvoir appliquer cette technique à
haute température.
Application du concept de travail essentiel de rupture aux matériaux bruts de coulée
Le concept de travail essentiel de rupture a été d’abord appliqué à haute température aux aciers
D1 et D2, en prélevant des éprouvettes pré-entaillées directement dans les brames brutes de solidifi-
cation. Les résultats ont montré que cette méthode est un outil discriminant pour caractériser la résis-
tance au déchirement ductile à haute température des aciers inoxydables austéno-ferritiques. Les
essais menés à 1050°C ont montré que l’acier D1 était deux fois plus résistant à la propagation de
fissure à haute température que l’acier D2 (le travail essentiel de rupture de l’acier D1 étant deux fois
plus grand que celui de l’acier D2). A 1200°C, la nuance D1 reste plus ductile que la nuance D2 mais
la différence au niveau des travaux essentiels de rupture n’est pas significative. Des observations
fractographiques ont également été réalisées pour compléter l’étude. Des observations microgra-
phiques effectuées proche des surfaces de rupture des éprouvettes pré-entaillées et proche des rives
ont révélé que les cavités germaient systématiquement au niveau des interfaces δ/γ et que les fis-
sures ne se propageaient jamais dans la phase austénitique, voir Fig 8.