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

190 Modélisation de la fissuration et de l’influence de la microstructure
L’étude expérimentale montre aussi que les fissures ainsi initiées vont se propager,
sous l’effet du chargement cyclique localement imposé par le contact,
jusqu’à une taille critique l c de l’ordre de quelques centaines de microns; l c
dépend vraisemblablement des conditions de chargement de contact et de la
microstructure rencontrée par le front de fissure sous le contact.
Propagation des fissures de fatigue en présence de concentration
de contraintes
Des essais de fatigue ont été conduits sur des éprouvettes trouées, permettant
ainsi de caractériser les lois de propagation des fissures au sein du champ de
contrainte modifié par la présence du trou. Nos observations montrent que la
quasi-totalité des fissures s’amorce en bord de trou et qu’environ la moitié de ces
fissures ne parvient pas à franchir la première barrière microstructurale. De plus,
l’analyse des zones fissurées par EBSD a permis de mettre en lumière l’importance
de la microstructure rencontrée par la fissure (joints de grains, orientations
cristallographiques des grains) qui influence notablement la propagation. Plus
précisément, les fissures ont montré dans une large mesure qu’elles se propageaient
le long des plans de glissement des différents grains rencontrés. Pour les
conditions de chargement testées (σ nom = 200 MPa) et une fois la première barrière
microstructurale franchie, il n’a pas été obsevé d’arrêt notable des fissures
aux joints de grains. En revanche, lors du franchissement d’un joint de grain, le
trajet de fissuration semble, dans l’ensemble, bien correspondre au mécanisme de
minimisation de l’angle de twist calculé entre les deux plans de fissure au niveau
du plan de joint.
Modélisation de la propagation cristallographique des fissures
courtes
Un modèle de propagation cristallographique a été développé. Ce modèle visait
à vérifier l’hypothèse selon laquelle la dispersion des essais de fatigue (lorsque
la phase d’amorcage est peu dispersée i.e. essai à forte contrainte ou dans une
éprouvette entaillée) peut être associée aux mécanismes d’interaction des fissures
avec la microstructure.
S’appuyant sur des données expérimentales, ce modèle a permis de simuler
la rupture des différentes éprouvettes utilisées dans ce travail, en calculant la
dispersion associée aux divers essais. Grâce à cette modélisation, un certain
nombre de résultats intéressants ont été démontrés :
• l’orientation cristallographique des premiers grains rencontrés par la fissure est
primordiale pour la durée de vie, des grains bien (ou mal) orientés pouvant