Mécanismes gouvernant le comportement cyclique et la résistance à la fissuration des alliages TiAl

par Anne-Lise Gloanec

Thèse de doctorat en Mécanique des solides, des matériaux, des structures et des surfaces

Sous la direction de Gilbert Hénaff.


  • Résumé

    Cette étude porte sur les mécanismes gouvernant le comportement cyclique et la résistance à la fissuration d'un alliage Ti-Al48-Cr2-Nb2 élaboré par fonderie et par métallurgie des poudres. L'alliage issu de la fonderie présente une microstructure lamellaire alors que celui provenant de la métallurgie des poudres exhibe une microstructure à grains g équiaxes fins. Une caractérisation détaillée du comportement cyclique et des mécanismes de déformation associés montre qu'à température ambiante, le comportement cyclique est gouverné par le glissement de dislocations, la formation de la structure veine ou le maclage. De plus, les structures de déformation développées sont fonction de l'amplitude de déformation totale imposée. A cette température, une relation est établie entre une consolidation cyclique marquée et une déformation par maclage. A 750ʿC, la déformation cyclique est contrôlée par la montée de dislocations. Par ailleurs, l'étude du comportement en propagation révèle que la microstructure à grains g équiaxes fins présente la plus faible résistance à la fissuration. Cette différence de comportement entre les deux microstructures est analysée en terme de résistance intrinsèque, d'effets extrinsèques de fermeture de fissure et d'environnement.

  • Titre traduit

    Deformation mechanisms controlling the cyclic-stress-strain and the fatigue-crack-growth behaviour of a gamma-titanium-aluminide


  • Résumé

    The present study investigates the deformation mechanisms controlling the cyclic-stress-strain (CSS) behaviour and the fatigue-crack-growth (FCG) behaviour of a Ti-Al48-Cr2-Nb2 produced by casting and by powder metallurgy. The resulting microstructure is a lamellar microstructure for the casting route, while a fine equiaxed g grain microstructure is achieved by the powder metallurgy route. A detailed investigation of the CSS and the associated deformation mechanisms shows that, at room temperature, the CSS behaviour is controlled by glide of dislocations, vein-like structure or extensive twinning. Moreover the deformation microstructure is related to total-strain-amplitude. A relation is established between a pronounced cyclic strain hardening and deformation twinning. At 750ʿC, dislocation climb is shown to control the cyclic deformation. Besides, the FCG behaviour reveals that the fine equiaxed g grain microstructure exhibits the lowest resistance. This disparity of behaviour is analyzed in term of intrinsic FCG resistance and extrinsic effects such as shielding by crack closure and environmental-crack tip embrittlement.

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Informations

  • Détails : 363 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 200 réf.

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