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

116 Etude de la fissuration sous chargement de fretting et de fatigue
seuil de propagation ∆K s en deçà duquel les fissures s’arrêtent. L’extrapolation
des valeurs obtenues pour les fissures longues représentées sur la figure 3.42
permet d’estimer ∆K s
∼ = 3 MPa.m 1/2 , ce qui est en accord avec les données
de la littérature pour le 2024. Les fissures courtes observées en bord de trou
se propagent pour ∆K inférieur à ∆K s ce qui est un phénomène classique des
fissures courtes.
Le nuage de points expérimentaux est très dispersé ce qui traduit non seulement
que deux fissures de même longueur ne se propagent pas à la même vitesse
(dispersion verticale) mais aussi que la vitesse de fissuration évolue de facon
non monotone à mesure que la fissure se propage (dispersion horizontale). Ces
différents comportements peuvent être reliées à l’interaction des fissures avec la
microstructure : la cristallographie locale peut influer directement sur la vitesse
de fissuration et les joints de grain peuvent bloquer temporairement ou ralentir
les fissures. L’aspect tridimensionel de la croissance des fissures tant qu’elles
restent localisées dans un petit nombre de grains peut également générer de gros
écarts avec le cas d’une fissure longue idéale.
Il apparaît néamoins que lorque la longueur des fissures augmente, les vitesses
de propagations mesurées sont de moins en moins dispersées et tendent vers les
lois expériementales des fissures longues. Ainsi,lorsque les fissures atteignent une
taille de 2 à 3 mm (i.e lorsqu’elles deviennent traversantes), on retrouve très
bien cette loi. A ce moment là, l’effet microstructure est largement atténué.
Pour vérifier toutes ces hypothèses, il convient donc d’étudier de façon précise
la microstructure rencontrée par les fissures tout au long de leur propagation et
l’influence quantitative qu’elle a sur cette propagation.
3.3.3 Observations microstructurales et analyse EBSD
L’analyse des courbes de propagation de fissures dans les éprouvettes trouées
met en évidence un certain nombre de fissures qui ne dépassent jamais une taille
critique de l’ordre de 200 µm. Certains d’entre elles ont été analysées par EBSD.
Cette procédure n’est pas simple du fait de la proximité du bord du trou. En effet,
l’attaque électrochimique nécessaire pour l’EBSD à tendance à arrondir le bord
du trou sur quelques dizaines de microns. On peut toutefois limiter ce phénomène
par un enrobage conducteur (dans le cas où l’autre coté de l’éprouvette n’est pas
interessant) ou utiliser un polissage à la silice coloïdale (mais qui à tendance
à boucher les fissures, surtout de petites tailles car elles sont en général très
fermées). Un exemple de cartographie EBSD sur une fissure arrêtée en bord de
trou est présenté sur la figure 3.43 avec la micrographie optique de la fissure
correspondante. Il est clair que la fissure s’est arrêtée sur le joint de grain après
s’être propagée sur une distance d’environ 200 µm. Ce comportement est général
pour les autres fissures pour lesquelles l’EBSD à été utilisé.