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Résumé thèse Sylvain Jean

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Méthodologie d'exploitation mécanique et microstructurale d'un essai defatigue thermique : application à l'étude du faïençage d'un acier pour outil de forge à chaud

 

Sylvain JEAN - 7 décembre 1999.

La méthodologie proposée repose, d'une part sur l'utilisation de techniques decaractérisation (dureté et mesure de largeur de pic) apportant des informations différentes sur l'évolution des carbures et de la structure dedislocations, d'autre part sur l'étude des évolutions après exposition à haute température sans contrainte, et enfin sur l'évaluation des sollicitationsmécaniques subies par le matériau et les oxydes, par calcul par éléments finis et par mesure de largeur de pic et de contraintes résiduelles.

L'étude en statique aboutit à une formulation générale des isothermesd'évolution de dureté et de largeur de pic, qui permet de proposer une interprétation des paramètres d'isodureté existants en fonction descaractéristiques du processus thermiquement activé apparent et de l'état stable à l'infini. En utilisant des éprouvettes axisymétriques de troisépaisseurs différentes, nous appliquons en surface trois cycles mécaniques différents mais un même cycle thermique. La comparaison avec les évolutions enfatigue thermique montre que l'évolution de la dureté est modifiée par un changement d'énergie d'activation et d'état stable à l'infini. La mesure delargeur de pic, qui n'intervient pas sur la structure de dislocations créée par fatigue, permet d'évaluer des amplitudes de déformation plastique grâce àun calage sur des essais de fatigue isotherme. Un modèle d'endommagement fondé sur le comportement cyclique du matériau de base ne permettrait pasd'expliquer une partie du classement des éprouvettes en terme d'endommagement, alors qu'il existe une bonne correspondance entre les endommagements dans lesoxydes, les endommagements dans le métal, et les calculs de contraintes que nous faisons dans les oxydes. Un processus de piquration sèche sembleimportant dans l'amorçage de fissures dans le métal, de sorte que l'endommagement des oxydes en compression par cloquage ou buckling est enmesure de protéger le métal.