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

θ 2
θ 1
3.3 Etude de la propagation de fissures de fatigue - Influence de la
microstructure 123
3.3.4 Mécanisme de fissuration
A l’issu des observations microstructurales indiquant une propagation majoritairement
cristallographique des fissures, un certain nombre de cartographies EBSD
ont été réalisées pour déterminer l’orientation des grains successivement traversés
par les fissures et étudier le mécanisme prépondérant lié à la propagation.
En particuler, en référence aux travaux récents de Zhaï et al. [31], on peut
ainsi calculer les angles de déviation et de déflection (dits de tilt et de twist)
au passage d’un joint de grains parallèle à l’axe de chargement (fig. 3.50). On
suppose en premier lieu que la fissure rencontre des joints de grains parallèles à
l’axe de chargement et perpendiculaires à la surface. En réalité, cela est souvent
le cas pour les éprouvettes chargées dans la direction L (les fissures se propagent
selon T) mais beaucoup moins pour celles qui ont été sollicitées dans la direction
T.
La figure 3.51 présente une cartographie EBSD réalisée sur une zone fissurée.
Angle de tilt = θ 2 − θ 1
α
Plan 2,
Grain 2
Plan 1, Grain 1
Joint de grain
Angle de twist
Fig. 3.50: Mécanisme de franchissement de joints de grains par tilt/twist,
définition des angles θ et α.
Sur cette image, sont superposés les angles d’euler en représentation [rgb] et
le contraste de bandes. Celui ci représente l’intensité reçue par le détecteur,
elle est donc très faible voir nulle près de la fissure. Ce contraste est utile pour
localiser précisément la fissure, par rapport aux micrographies optiques des zones
correspondantes. Sur cette figure on distingue les différents grains allongés dans
la direction L, à partir desquels ont récupère leur matrice d’orientation B.
B est par définition la matrice de passage du repère de l’échantillon (XYZ) vers
le repère du cristal. Dans ce qui suit, on va chercher à calculer les différents plans
de glissement existants dans chaque grain et à comparer leur intersection avec la
surface avec le trajet de fissuration réellement observé par microscopie optique.
La matrice d’aluminum possède une structure cristallographique Cubique Faces
Centrées, et possède donc 4 plans de glissement : [{111}, {¯111}, {1¯11}, {11¯1}].
Grâce à la matrice d’orientation d’un grain on peut exprimer facilement les
angles des plans de fissuration à la surface. Si ⃗ N est un vecteur normal à un plan
de glissement de coordonnées (n 1 , n 2 , n 3 ) dans le repère du cristal et (n x , n y , n z )