Etude du comportement dynamique et de la rupture de trois aciers a blindage

Study of the dynamic behaviour and the fracture of three armor steel

• Auteur / Autrice : BENJAMIN GAILLY
• Direction : A. PINEAU
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Paris, ENMP

Résumé

L'acier est un constituant incontournable des blindages de chars lourds. L'amelioration de la protection est souvent realisee par l'augmentation de la durete des materiaux. Cependant les aciers les plus recents presentent une certaine fragilite qui limite leur performance lorsqu'ils sont sollicites par un projectile fleche. Dans ce cadre, nous avons etudie le comportement de trois aciers a blindage dont la durete est comprise entre 340 hb et 610 hb. Apres avoir etudie leur microstructure, nous nous sommes interesses a l'influence de la vitesse de deformation et de la temperature sur la limite d'ecoulement des aciers pour tenir compte des conditions extremes de sollicitations encourues par le materiau lors de l'agression. Nous avons montre d'une part que les aciers etudies ne sont pas ou tres peu sensibles a la vitesse de deformation dans la gamme 10#-#3 s#-#1 a 10#5 s#-#1 et d'autre part que la sensibilite a l'adoucissement thermique commence a partir de 350c sur l'acier le plus dur. Ces comportements ont ete modelises a l'aide d'une etude parametrique des coefficients des lois de johnson-cook et zerilli-armstrong. Des essais d'impact de plaques ont reveles des comportements a la rupture tres differents entre les aciers, bien que le mecanisme de rupture soit toujours de type ductile. Pour l'acier a plus basses caracteristiques mecaniques, nous avons realises des essais de traction statique et dynamique sur eprouvettes axisymetriques entaillees. Les resultats et l'analyse microscopique des facies de rupture nous a revele un mecanisme de rupture dont la phase principale est la croissance de cavites. La vitesse de deformation ne semble pas avoir d'influence sur ce mecanisme contrairement a la temperature. Pour l'acier a plus hautes caracteristiques, une etude globale de la propagation et de l'arret de fissure sur des eprouvettes anneaux a permis de montrer que le facteur d'intensite des contraintes a l'arret de fissure, k#i#a, est egale au facteur d'intensite des contraintes critique, k#i#c, quelque soit la vitesse de fissuration dans la gamme 10#-#2 m/s a 500 m/s. Ces resultats ont apportes des elements de reponses qui serviront a la modelisation et a l'amelioration des aciers a blindage pour l'application balistique terminale