Propagation de fissure par fatigue dans les aciers austeno-ferritiques moules : influence de la microstructure, du vieillissement et de la temperature d'essai

par VIRGINIE CALONNE

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de ANDRE PINEAU.

Soutenue en 2001

à l'ENSM PARIS .

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  • Résumé

    A la temperature de service (320\c), la ferrite des composants en acier inoxydable austeno-ferritique du circuit primaire des centrales nucleaires subit un vieillissement par transformations microstructurales. Cette phase devient alors fragile et la resilience du materiau chute. L'objectif de ce travail est d'etudier les vitesses et les mecanismes de propagation de fissure par fatigue en fonction du vieillissement et de la temperature d'essai (20\c/320\c). Pour cela, deux aciers moules (30% de ferrite) sont testes. Dans le but de mieux comprendre le role joue par l'orientation cristallographique des phases dans le mecanisme de propagation, la microstructure du materiau est etudiee par diffraction des electrons retrodiffuses (ebsd) et par trempe en solidification dirigee. Des eprouvettes sont egalement prelevees de telle sorte que la fissure se propage au travers de structures de solidification equiaxes et basaltiques. Microstructure, proprietes mecaniques en fatigue/fissuration et mecanismes sont alors relies. Pour la gamme de delta k balayee, la fissure avance sans chemin preferentiel par rupture successive des lattes de chacune des phases. Le plan macroscopique de fissuration, determine par ebsd, est impose par l'orientation cristallographique du grain ferritique. Ainsi, selon la structure de solidification, des fissures secondaires peuvent apparaitre ce qui influe sur les vitesses de propagation. La fermeture de fissure, mesuree afin d'estimer les vitesses de propagation intrinseques au materiau, diminue avec le vieillissement ce qui s'explique par l'accroissement de la composante cinematique du comportement plastique cyclique. La pente de la droite de paris determinee a partir des vitesses intrinseques augmente avec le vieillissement. Le domaine de vitesse peut alors etre separe en deux parties : celle pour laquelle les vitesses sont plus faibles dans le materiau vieilli que dans le materiau non vieilli et celle pour laquelle la tendance est inversee.

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Informations

  • Détails : 406 p.
  • Annexes : 165 ref.

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