Rupture d'aciers inoxydables austeno-ferritiques moules, fragilises par vieillissement a 350-400c : aspects microstructuraux - simulation numerique de la dispersion et des effets d'echelle

par LYDIA DEVILLERS GUERVILLE

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de ANDRE PINEAU et de Jacques Besson.

Soutenue en 1998

à Paris, ENMP .

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  • Résumé

    L'etude porte sur la rupture ductile a bas niveau d'energie de plusieurs aciers austeno-ferritiques obtenus par moulage statique ou par centrifugation, de classe cf8m (z3cnd19-10m), contenant entre 14 et 32% de ferrite. Ces materiaux ont ete fragilises par differents vieillissements thermiques acceleres a 350 ou 400c. La caracterisation mecanique a ete faite a 20 ou 320c selon les materiaux, en traction sur eprouvettes axisymetriques lisses et entaillees, en compression uniaxiale sur des pions cylindriques, en tenacite sur eprouvettes ct. Des essais de resilience et de flexion 3 points lente ont ete realises sur eprouvettes charpy, ce qui a permis de mettre en evidence le faible role de la vitesse de deformation sur les resultats. La faible taille des eprouvettes de laboratoire devant les dimensions caracteristiques de la microstructure de ces materiaux moules a gros grains conduit a une importante dispersion experimentale. Les effets d'echelle qui en decoulent portent principalement sur les valeurs caracterisant l'amorcage de la fissure. La structure de solidification des grains ferritiques primaires joue surtout un role sur les proprietes en propagation. Par ailleurs, le role de la temperature d'essai sur la transition cisaillement clivage des modes d'endommagement et de rupture de la ferrite a ete mis en evidence. La simulation numerique de la rupture des aciers austeno-ferritiques a ete effectuee a l'aide d'un modele de comportement des milieux poreux necessitant uniquement la connaissance de deux parametres materiaux. La prise en compte les heterogeneites d'endommagement liees a l'apparition en amas des fissures de clivage dans la ferrite vieillie a permis de simuler les dispersions experimentales, ainsi que les effets d'echelle. Les calculs sont restes bi-dimensionnels, mais ils permettent de retrouver l'ensemble des resultats experimentaux, jusqu'aux valeurs de tenacite sur eprouvettes fissurees ct.

  • Titre traduit

    Ductile fracture of cast duplex stainless steels, embrittled at 350-400c : microstructural aspects - numerical simulation of experimental scatter and scale effects


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  • Détails : 328 P.
  • Annexes : 177 REF.

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