Identification des mécanismes de fissuration dans un alliage d ...

102 Etude de la fissuration sous chargement de fretting et de fatigue
3.3 Etude de la propagation de fissures de fatigue
- Influence de la microstructure
3.3.1 Essais sur éprouvettes lisses
Des essais sur éprouvettes lisses sont conduits conformément à la procédure
décrite au paragraphe 2.4.3. Cinq niveaux de chargement sont testés avec au
plus 3 essais par niveau (cf. tableau 3.3). Les résultats en terme de durées de vie
sont tracés sous forme de courbe de Wöhler dans la figure 3.29.
Malgré le nombre relativement restreint d’essais, on peut dégager une limite
Contrainte (MPa) Nr1 Nr2 Nr3
400 40351 31296
350 69746 56582 85000
320 325000 98700 126127
280 184762 154033
250 833213 2297787 3753488
Tab. 3.3: Nombre de cycles à rupture des essais sur éprouvettes lisses,
R=0,1.
de fatigue à 10 6 cycles aux environ de σ d = 240 MPa qui correspond bien à la
valeur trouvée dans la litérature pour le 2024 [92]. Par contre en comparant les
deux courbes pour les mêmes conditons (sens L, R=0,1) on observe une nette
amélioration de la durée de vie pour l’alliage 2024A. Ceci confirme les tendances
déjà observées au CRV [93].
Dans le but de mieux comprendre les mécanismes menant à la rupture d’une
éprouvette lisse, certains essais sont conduits avec un suivi optique de l’endommagement.
L’observation de l’amorçage et de la propagation des fissures à la
surface des éprouvettes a été étudiée précisément pour une contrainte de 350 MPa
(Nr ≃ 85.10 3 cycles), valeur élevée mais représentative du niveau de contrainte
atteint en fond de trou pour σ nom = 200 MPa. Elle peut être résumé comme suit :
N 20 000 cycles : rupture de nombreux intermétalliques à la surface entre
10000 et 20000 cycles;
20 000 N 60 000 cycles propagation de certaines des amorces dans un
seul grain et blocage au joint de grain, les fissures ont alors une taille
moyenne de 150 microns et sont très fermées (voir fig. 3.30);
60 000 N 70 000 cycles apparition d’une zone plastique en bout de fissure
au niveau des joints de grains; les fissures s’ouvrent sans franchir le joint
de grain (fig. 3.31a);
N 70 000 cycles les fissures franchissent la première barrière et vont se propager
avec un trajet assez tortueux (fig. 3.31b,c,d);