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

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3.4 Propagation de fissures amorcées en fretting sous chargement de fatigue 139 contrainte est estimé par l’équation 13 : ∆K = 1, 12 ∆σ √ πa (3.27) qui correspond au cas d’une fissure traversante. Le nuage de point correspondant apparait très dispersé pour les faibles tailles, vitesse de propagation (µm/cycle) 10 0 10 -1 10 -2 10 -3 10 -4 droite de Paris extrapolée 10 1 10 0 10 1 • ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ • ◽ ◽ •• • •• • • • •• • • •• ◽ ◽ • •••• •• • • ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ • ◽ ◽ ◽ • •••• • • • ◽ ◽ • ◽ • ◽ ◽◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽◽ ◽ ◽ • ◽ ◽ ◽ ◽ ◽◽ ◽ ◽◽ ◽ • • ◽ •• ◽ ◽ ◽ ◽◽◽ • ◽◽ •• ◽ ◽ ◽ ◽◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ • • • • ••• • • • ◽ ◽ • ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ • • • • ◽◽ ◽◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ • • ◽ ◽ • ◽ ◽ • ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ •• • ◽ ◽◽ ◽◽ ◽ • ◽ • ◽◽◽ ◽ • ◽ • • ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽◽◽◽◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽◽ ◽◽ ◽◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽◽ ◽ ◽◽ ◽ ◽ ◽◽◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽◽◽◽◽◽ ◽◽ ◽ ◽ ◽◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽◽ ◽ ◽◽ ◽◽ ◽◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ ◽◽ ◽◽◽◽ ◽ ◽◽ fissure longue (littérature) ⊕• ⊕⊕⊕⊕ •••• • ••• ⊕• ⊕ ⊕⊕⊕ ⊕• plus de blocage après ∆K > 4MPa √ m i.e. a > 500µm 10 -5 ∆K(MPa √ m) Fig. 3.62: Tracé des vitesses de propagation mesurées sur le front en fonction du facteur d’intensité de contrainte estimé par l’équation (3.27) ; le code de couleur utilisé est le même que sur la figure 3.59. mais tend nettement vers des valeurs classiques associées à une loi de fissure longue, avec une dispersion beaucoup plus faible lorsque la taille de la fissure croît. Bien sûr, dans cet essai, la faible section de l’éprouvette (1 mm 2 ) limite cette comparaison car la fissure atteint vite une taille critique instable. Il est toutefois très intéressant de voir que la dispersion des vitesses de propagation se réduit très notablement avec la croissance de la fissure. En particulier, plus aucun blocage n’est observé au delà de K > 4MPa √ m. On retrouve ici un comportement similaire à celui observé pour les fissures courtes dans les éprouvettes trouées, avec une influence importante de la microstructure mais qui diminue lorsque la taille de fissure augmente. On observe aussi sur la figure 3.61b qu’après le passage du joint, le front de fissure n’est plus continu, la fissure se propage perpendiculairement à la contrainte sur des plans distincts dans les différents grains. Ce phénomène est général pour l’ensemble du front de fissure dans les derniers stades. La fissure a tendance à 13 compte tenu du chargement appliqué (100 MPa), la taille de la zone plastique r p est estimée par la formule d’Irwin (cf. eq. (1.11)) et est de l’ordre de 6 µm
140 Etude de la fissuration sous chargement de fretting et de fatigue s’orienter en mode I pur. Pour quantifier cet effet, l’angle de propagation de la fissure au cours du dernier stade de propagation (θ f ) a été mesuré et est comparé à l’angle de propagation en fretting sur la fig. 3.63. L’évolution des angles montre une grande différence de comportement, alors qu’en fretting, la propagation est très orientée par le contact (θ p ≃ 25˚), on retrouve un angle tres dispersé autour de zéro en fatigue, montrant une orientation vers le mode I. A ce stade, la fissure interagit toujours avec la microstructure (la discontinuité angles de propagation θp, θf (˚) 40 30 20 10 0 −10 −20 −30 −40 • • • • • • •• • • • • ••• • • • • • • • • • •• • • • • • • • • • • • •• •••• •• •• ••• • •• •• •• • • angle de propagation θ p (fretting) angle de propagation θ f (fatigue) • • • • • ••• • • • • 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 épaisseur de l’échantillon (µm) •• • Fig. 3.63: Évolution des angles de propagation mesuré dans l’épaisseur de l’échantillon : angle de propagation en fretting φ 1 , angle de propagation en fatigue ψ. des plans est bien corrélée à la position des joints de grains) mais cette interaction n’a quasiment plus d’effet sur la vitesse de propagation et la fissure se retrouve au début du stade des fissures longues. Un tel mécanisme est tout à fait similaire à ce qui avait été observé dans le cas de la propagation des fissures au sein des éprouvettes trouées.
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N o d’ordre : 05 ISAL 0002 Année
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