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Résumé thèse Alexandre MARTINIER

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Durée de vie des aciers réfractaires pour outillages SPF : essais et simulations

 

Alexandre MARTINIER - 6 décembre 2005

Le formage superplastique est une technique innovante de mise en forme des matériaux, mettant à profit les propriétés superplastiques de certains alliages. Les industriels, principalement dans l'aéronautique, conscients des avantages technologiques sont dors et déjà utilisateurs. Toutefois les conditions extrêmes de formage imposent sur les outillages en acier réfractaire de très fortes contraintes thermomécaniques occasionnant leur détérioration. Ce travail a donc pour objectif : « l'étude de la durée de vie des aciers réfractaires constitutifs des moules de formage superplastique ». Dans ce contexte, le travail vise à introduire des outils de simulations numériques afin d'assister la conception et le dimensionnement des outillages. Une étude bibliographie sur les conditions de service et un état de l'art sur les aciers réfractaires ont été conduits. Une large campagne d'essai de fatigue cyclique à haute température (25°C-950°C) a permis d'identifier d'une part un modèle de comportement élasto-viscoplastique cyclique et de proposer d'autre part une méthodologie de prédiction de la durée de vie. Pour cela, un modèle d'endommagement en fluage formulé en déformation a été modifié pour prendre en compte les effets de fatigue-relaxation à haute température, par l'introduction d'un effet de fréquence. Parallèlement, des investigations sur la microstructure, ont été réalisées à différentes échelles d'observation ; celles-ci ont mis en évidence le comportement mécanique très hétérogène du matériau à l'échelle du grain. L'ensemble de ces résultats a été utilisé dans le cadre d'une prédiction, par simulation numérique par éléments finis, de la durée de vie en fatigue haute température d'éprouvettes avec différents rayons de fond d'entaille.