Fundamental mechanism of surface damage associated with the localization of the plastic deformation in fatigue

par Hsin Shen Ho

Thèse de doctorat en Mécanique avancée

Sous la direction de Gérard Moulin et de Marion Risbet-Voitot.

Soutenue en 2011

à Compiègne .

  • Titre traduit

    Mécanismes fondamentaux de l'endommagement surfacique associés à la localisation de la déformation plastique en fatigue


  • Résumé

    L’objectif principal que l’on espère atteindre pour ces travaux de recherche est de définir un modèle d’amorçage des fissures en fatigue pour l’alliage durci par précipitation. Les travaux de ma thèse consistent à étudier les effets de différents états métallurgiques (taille des grains, la taille de précipiter et des distributions de taille associés) sur l’irréversibilité de la déformation plastique, pour les éprouvettes sollicitées à une amplitude de déformation plastique constante. Mes travaux consistent en premier temps à obtenir quelques nuances de matériaux par les traitements thermiques. Dans le second temps, les essais de fatigue sont menés jusqu’en phase d’amorçage des fissures. Les analyses et les observations sont faites par la suite avec multiple techniques expérimentales (microscope à force atomique (AFM), microscopie électronique en transmission (MET), microscopie électronique à balayage (MEB) et electron backscattered diffraction (EBSD)). Les résultats partiaux de ma thèse ont montré qu’il existe une corrélation assez prometteuse entre les comportements mécaniques et les comportements d’irréversibilité de la déformation plastique (microreliefs ou extrusions) étudiés par AFM, MEB et MET. Ces comportements ont une dépendance non négligeable sur les états métallurgiques (taille de grain et précipité ainsi que leurs distributions). L’apparition des fissures est favorisée quand les paramètres d’irréversibilités de la déformation plastique (la hauteur d’extrusion critique et le taux critique d’irréversibilité de la déformation cumulée dans une bande) respectent une certaine condition d’amorçage des fissures.


  • Résumé

    The main objective of this thesis is to investigate the influence of local behaviour related to metallurgical parameters (grains and precipitated sizes) on damage mechanism. In this work, the effects of metallurgical states (grain size, precipitate size and size distributions associated with), under one constant plastic deformation amplitude on irreversibility of plastic deformation are investigated. For this purpose, it is necessary to obtain a range of well controlled precipitate size with a same grain size and inversely. The fatigue tests are conducted until crack initiation phase. The analysis and observations are made subsequently with multiple experimental techniques (atomic force microscope (AFM), transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM), and electron backscattered diffraction (EBSD)). This partial results of my thesis have shown that the correlation that exists between the mechanical behavior and the behavior of the irreversible plastic deformation (microreliefs or extrusions) studied by AFM, SEM and TEM is very promising. Moreover they are found to have a significant dependence on metallurgical states (grain size and precipitate their distributions). When the parameters of the irreversible plastic deformation (extrusion height criticism and critical rate of irreversible strain accumulated in a band) meet certain conditions, the nucleation of cracks is favored.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (160 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 131 réf.

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