Analyse expérimentale des modes de déformation et d'endommagement par fatigue à 20°C d'alliage de titane : aspects cristallographiques à différentes échelles

par Florent Bridier

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

Sous la direction de José Méndez et de Patrick Villechaise.


  • Résumé

    Une pièce industrielle en alliage de titane bimodal TA6V a été entièrement et précisément caractérisée par contrôle ultrasonore. S'en est suivi un prélèvement spécifique d'échantillons qui a permis de mettre en évidence une dispersion de durée de vie en fatigue à 20°C. Ce matériau présente des textures morphologiques et cristallographiques ("macrozones") à différentes échelles. Dans ce contexte, une méthode expérimentale originale a été développée pour étudier les modes élémentaires de déformation et d'endommagement des alliages de titane polycristallins. A partir de mesures EBSD (diffraction des électrons rétrodiffusés) couplées à des essais de traction monotone in-situ (MEB) ainsi qu'à des essais de fatigue, la nature des systèmes de glissement activés et des sites d'amorçage de fissures (prismatique, basal et pyramidal) au sein du TA6V bimodal ont été précisément identifiés et analysés en relation avec l'orientation cristallographique locale. A ce niveau, un accent particulier a porté sur le rôle du facteur de Schmid. Les conditions microstructurales favorables à l'endommagement en fatigue ont été déterminées à différentes échelles : échelle microscopique de l'amorçage de fissures et mésoscopique des textures cristallographiques.

  • Titre traduit

    Experimental study of deformation and damage modes under fatigue at room temperature of titanium alloys : crystallographic analysis at different scales


  • Résumé

    An industrial piece in a duplex titanium alloy Ti-6Al-4V has been entirely and precisely characterized by an ultrasonic inspection. From a specific machining of specimens, a strong scattering in fatigue life time at room temperature has been revealed. This material presents some morphological and crystallographic textures at different scales. Within this context, an experimental method has been developed in order to study the elementary deformation and damage modes of polycrystalline titanium alloys. Through EBSD (electron backscattering diffraction) measurements coupled with in-situ (SEM) monotonic tensile tests and fatigue tests, the nature of the slip systems and the crack initiation sites (prismatic, basal and pyramidal) in the Ti-6Al-4V alloy have been precisely identified and analyzed in relation with the local crystallographic orientation. Concerning this point, a particular attention has been paid to the influence of the Schmid's factor. The local microstructural conditions favoring fatigue damage have been determined at different scales : microscopic scale of crack initiation and mesoscopic of crystallographic textures. An industrial piece in a duplex titanium alloy Ti-6Al-4V has been entirely and precisely characterized by an ultrasonic inspection. From a specific machining of specimens, a strong scattering in fatigue life time at room temperature has been revealed. This material presents some morphological and crystallographic textures at different scales. Within this context, an experimental method has been developed in order to study the elementary deformation and damage modes of polycrystalline titanium alloys. Through EBSD (electron backscattering diffraction) measurements coupled with in-situ (SEM) monotonic tensile tests and fatigue tests, the nature of the slip systems and the crack initiation sites (prismatic, basal and pyramidal) in the Ti-6Al-4V alloy have been precisely identified and analyzed in relation with the local crystallographic orientation. Concerning this point, a particular attention has been paid to the influence of the Schmid's factor. The local microstructural conditions favoring fatigue damage have been determined at different scales : microscopic scale of crack initiation and mesoscopic of crystallographic textures.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (291 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. [148] réf.

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  • Bibliothèque : Université de Poitiers. Service commun de la documentation. Section Sciences, Techniques et Sport.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 06/POIT/2272-B
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