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3.3 Etude de la propagation de fissures de fatigue - Influence de la microstructure 107 N < N i pas d’endommagement N = N i rupture en mode I de nombreux intermétalliques N i < N < N p plastification en bout de fissure au 1er joint de grain et blocage N p < N < N r croissance et coalescence des fissures • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • Fig. 3.34: Représentation schématique des mécanismes de fatigue uniaxiale dans le domaine oligocylique pour l’alliage 2024A (K t = 1, σ = 350MPa, R = 0,1 et f = 10H z ). dans le sens long L et 2 dans le sens travers T. Le tableau 3.4 rappelle les conditions de test. Aucune éprouvette n’a été menée à rupture pour pouvoir réaliser une caractésens Nb éprouvettes σ nom (MPa) R f (H z ) Nb fissures L 4 200 0,1 10 28 T 2 200 0,1 10 14 Tab. 3.4: Conditions de cyclage des éprouvettes trouées. risation de la surface fissurée par EBSD (voir §2.1.2). Par contre, trois essais à rupture sans suivi de propagation, ont été réalisés dans chacune des directions L et T. Ces essais donnent des résultats plus précis en termes de durée de vie (les résultats de ces essais sont données dans le tableau 3.5) et permettent d’observer les faciès de rupture (voir plus loin la fig. 3.48 par exemple). sens test 1 test 2 test 3 L 42000 55000 59000 T 36000 49000 67000 Tab. 3.5: Nombre de cycles à rupture pour des éprouvettes trouées cyclées à une contrainte nominale σ nom = 200 MPa et R = 0,1.
108 Etude de la fissuration sous chargement de fretting et de fatigue Observation de l’amorçage Les différentes observations en microscopie optique réalisées à la surface des échantillons en bord de trou, tous les 1000 cycles environ, montrent que les fissures s’amorcent en quasi-totalité en bord de trou. Seules deux fissures amorcées sur des intermétalliques non situés en bord de trou se sont propagées sur plus de 50µm mais pour s’arrêter ensuite. Les fissures sont donc en configuration coin et a priori semi-circulaires. Cette hypothèse est difficile à vérifier devant l’impossibilité de mesurer la longueur de fissure dans le trou, le long de l’epaisseur de l’éprouvette. La distribution de contrainte est maximale en bord de trou, là ou la section est minimale. Pourtant, expérimentalement la position d’amorçage des fissures ne se limite pas au point de contrainte maximale (cf. fig. 3.35). Plus précisément, le relevé de l’angle d’amorcage θ (défini sur la figure 3.35b montre que les fissures s’amorcent dans un secteur angulaire de 45˚(i.e. θ peut varier entre 0 et θ c = 22˚). L’analyse par Élements Finis de la contrainte équivalente de Von Mises montre a) pourcentage de fissures amorcées 50 40 30 20 10 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Angle θ b) θ c σ, R σ eq x θ x zone plastique θ c σeq θ Fig. 3.35: a) Statistiques sur l’angle d’amorcage des fissures en bord de trou, l’angle θ repère la position d’amorçage des fissures sur la périphérie du trou (cf. b)) ; b) zone plastique en bord de trou (à 0,2% de déformation plastique) déterminée par la contrainte de Von Mises σ eq . que ce secteur angulaire correspond exactement à la zone plastique en bord de trou pour σ nom = 200 MPa. L’amorçage est donc relié à l’activation de la déformation plastique en bord de trou. Ceci explique pourquoi les intermétalliques ne sont pas systématiquement à l’origine de l’amorçage des fissures, en tout cas pour celles qui se propagent. Ce fait est en opposition avec les observations
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