Microstructures et propagation de fissures par fatigue dans la soudure par friction - inertie de l'alliage n18

par THIERRY CLAD

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de ANDRE PINEAU.

Soutenue en 1996

à l'EMP .

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  • Résumé

    Le soudage par friction - inertie est employe pour assembler des disques en superalliage base nickel n18. Des analyses au meb et au met montrent d'importantes heterogeneites chimiques dans une telle soudure et la presence de precipites gamma prime d'environ seulement 10 nm. Des essais de fissuration conduits sous air a 650c avec un cycle de charge 10s-300s-10s montrent que la vitesse de fissuration dans la soudure est environ 300 fois plus rapide que dans le materiau de base et est diminuee par un facteur 100 sous vide. Des analyses microstructurales et des essais de fissuration d'eprouvettes prelevees dans une soudure et soumises a differents traitements thermiques montrent que la tenue en fissuration est controlee par deux parametres microstructuraux. La croissance des particules gamma prime ultrafines, suivant une loi lsw, ameliore la tenue en fissuration et peut meme moderer le mode de rupture intergranulaire. Au contraire, le developpement entre 650c et 1000c de phases intergranulaires, identifiees comme etant des carbures et des phases de type sigma et mu, suit une cinetique de type avrami et a un effet nefaste sur les proprietes en fissuration. Un modele d'endommagement predictif a ete developpe de maniere a correler, sous forme d'une relation microstructure-proprietes, ces deux effets antagonistes. En employant les cartes d'endommagement deduites du modele, un traitement thermique optimise a ete developpe, comportant un chauffage de 20 minutes a 1150c suivi de deux vitesses de refroidissement differentes. Comme predit par le modele, la vitesse de fissuration dans la soudure traitee thermiquement est similaire a celle dans l'alliage de base. Enfin, un dispositif de traitement thermique par effet joule peut etre employe pour appliquer des cycles de chauffage rapides a des eprouvettes tubulaires en n18 et simuler la microstructure ainsi que les proprietes en fissuration d'une soudure par friction.


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  • Détails : 307 P.
  • Annexes : 160 REF.

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