Interaction entre Fluage et Croissance sous critique dans le processus d'endommagement à haute température d'un composite Mullite-Zircone

par Shanta Shib Samaddar

Thèse de doctorat en Génie des matériaux

Sous la direction de Gilbert Fantozzi.

Soutenue en 1996

à Lyon, INSA , en partenariat avec École Doctorale des Matériaux (Lyon) (laboratoire) .


  • Résumé

    L'analyse du comportement et de la dégradation à haute température (1000 à 1400°C) d'un composite mullite zircone a été menée. Pour cela, des essais de fluage et de fatigue dynamique ont été conduits dans le but de promouvoir un des deux mécanismes responsables de la rupture : le fluage ou la croissance sous critique. Cependant, les résultats et l'étude microstructurale montrent qu'une analyse fondée sur celle de Lange qui considère que le fluage et la croissance de défaut sous critique conduisant à la rupture sont deux phénomènes parallèles et indépendants est dans ces conditions peu crédible. L'analyse des résultats de fluage à l'aide de ce modèle conduit à une cohérence satisfaisante pour les essais de fluage continus jusqu'à la rupture. Cette analyse a été ensuite adaptée au cas de la fatigue dynamique en décrivant l'ensemble de la courbe de fluage (stade primaire, secondaire et tertiaire). Une modélisation des courbes contrainte-déformation obtenues en fatigue dynamique à différentes vitesses de chargement utilisant les paramètres expérimentaux présente un accord raisonnable entre courbes expérimentales et courbes calculées. En conclusion l'hypothèse de Lange selon laquelle la durée totale du fluage est limitée par le temps de propagation d'une fissure critique est bien vérifiée pour ce matériau pour le chargement statique ou dynamique. Cependant les équations de Lange basées sur le modèle simple de fluage stationnaire ont leurs limites. D'autre part il est difficile d'obtenir une valeur de m et n avec la fatigue dynamique du fait que le fluage ne peut pas être décrit simplement par une loi de fluage stationnaire mais doit intégrer l'ensemble des stades.

  • Titre traduit

    = Interaction between Creep and Slow crack growth in the high temperature failure process of Mullite-Zirconia composite


  • Résumé

    High temperature failure behaviour of Mullite Zirconia (MZ) composite was investigated at 1000-1400°C. Creep and dynamic fatigue tests were conducted so as to promote one failure mechanism, creep or slow crack growth, in each kind of test. However, the experimental results and the microstructural study showed that the hypothesis of Lange which states that creep and slow crack growth are parallel and independent processes is true under certain conditions. An analysis of experimental results based on the above hypothesis have proved to be encouraging for the creep tests continued until failure. The above analysis adapted in the case of fatigue dynamic considering all stages of creep process was then (primary, secondary, and tertiary stage). The modelling of stress-strain curves obtained in fatigue dynamic under several stress rates showed a reasonable fit between the experimental and estimated results. In conclusion, Lange's hypothesis which considers that the total period of creep is limited to the time taken by an initial crack of sufficient size to grow by slow crack growth and cause failure was proved to be true under either static or dynamic loading. However, the equations proposed by Lange based on the above hypothesis and under consideration of a simple steady-state creep process have their limits. On the other hand it seems to be difficult to estimate creep and slow crack growth parameters (n and m) from dynamic fatigue results in view of the fact that the creep behaviour of the material under study cannot be expressed by a simple steady state creep law and all creep stages must be considered.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (138 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr.

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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 85 SAM
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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(1900)
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