Thèse soutenue

microstructure et mécanismes d’endommagement en fatigue oligocyclique de l’acier moulé g20mn5
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Auteur / Autrice : Antonin Bermond
Direction : Helmut KlöckerJacques Stolarz
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences et Génie des Matériaux
Date : Soutenance le 31/03/2022
Etablissement(s) : Lyon
Ecole(s) doctorale(s) : Ed Sis 488
Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : École nationale supérieure des mines (Saint-Etienne ; 1816-....)
Laboratoire : Centre Science des Matériaux et des Structures
Jury : Président / Présidente : Cécile Langlade
Examinateurs / Examinatrices : Cécile Langlade, Jean-Yves Buffière, Franck Morel, Jean-François Carton, Mathieu Lenci
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Yves Buffière, Franck Morel

Mots clés

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Résumé

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Des lingots d’acier g20mn5 ont été coulés puis normalisés afin d’obtenir une microstructure ferrito-perlitique homogène. des éprouvettes de fatigue ont été extraites, en distinguant celles prélevées en peau (solidification colonnaire) et à cœur du lingot (solidification équiaxe). une campagne d’essais de fatigue oligocyclique a été menée sur 3 niveaux de déformation plastique imposée. certaines éprouvettes ont été analysées en tomographie afin de caractériser la population de porosités présentes. en parallèle, une étude métallographique a été menée sur une tranche de lingot entière afin d’étudier l’influence des conditions de solidification sur la microstructure.la microstructure et les caractéristiques mécaniques associées ne varient que très peu entre le cœur et la peau du lingot. l’amorçage des fissures se fait toujours sur une microporosité de solidification. les éprouvettes prélevées en peau du lingot présentent une durée de vie plus importante que celles prélevées à cœur. la différence de durée de vie entre peau et cœur augmente avec le niveau de déformation imposée. les micro-retassures ont été caractérisées par tomographie. les éprouvettes prélevées à cœur exhibent des porosités 1,7 fois plus grandes que celles prélevées en peau du lingot. une corrélation entre la durée de vie des éprouvettes et des paramètres géométriques des micro-retassures ayant amorcé les fissures a été mise en évidence.enfin une méthode de caractérisation de l’endommagement a permis d’étudier la proportion entre amorçage (stade i) et propagation d’une fissure (stade ii) en fonction des paramètres d’essai. cette dernière est apparue être la même entre le cœur et peau du lingot pour les deux plus faibles niveaux de déformation plastique imposée, alors qu’au plus haut niveau les éprouvettes du cœur du lingot montrent un stade d’amorçage légèrement réduite.