Etude de la déformation cyclique et de l'endommagement d'un alliage modèle Al-4% Cu par mesures de l’émission acoustique

= Cyclic deformation study and cyclic damage in al-4% Cu alloy by acoustic emission: application to research of damage indicator

• Auteur / Autrice : Fan Zhang
• Direction : Pierre Fleischmann
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des matériaux
• Date : Soutenance en 1989
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : GEMPPM - Groupe d’Etudes de Métallurgie Physique et de Physique des Matériaux (Lyon, INSA ; 1975-2007)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matériaux -- Fissuration

Alliages aluminium-cuivre

Émission acoustique

Résumé

L'alliage Al-4 % Cu durci par précipitation et sollicité cycliquement en traction-compression à la température ambiante présente deux modes d'endommagement suivant la répartition des précipités au sein du matériau : transgranulaire dans le cas de la précipitation homogène et intergranulaire lorsqu'il y a précipitation aux joints de précipitation aux joints de grain avec une formation de zones dénudées en précipités au voisinage des joints de grain. L'évolution de l'énergie acoustique en fonction du nombre de cycles présente trois stades. Le premier, qui correspond à un durcissement cyclique, présente une augmentation de l'énergie acoustique associée à l'accroissement des bandes de déformation. Le nombre minimum de dislocations qui se déplacent simultanément pour pouvoir être détectées par le système d'acquisition est évalué à 500. Durant le deuxième stade, appelé le stade d'adoucissement où la contrainte maximale diminue en fonction du nombre de cycles, l'énergie acoustique décroît progressivement. Le début de la décroissance correspond à l'apparition de microfissures de quelques dizaines de microns. Cette diminution résulte de deux phénomènes : la localisation de la déformation autour des rnicrofissures et la plastification en volume de l'éprouvette. Le premier phénomène conduit à de l'émission a acoustique difficile à détecter ; sa part au13nente en fonction du nombre du cycles. Le deuxième conduit à de l'émission acoustique facilement détectable mais sa part diminue avec le nombre de cycles. A la fin de ce stade, la taille des microfissures atteint l'ordre du millimètre. Dans le stade III où une seule fissure de taille macroscopique se propage. L'émission acoustique augmente rapidement et atteint un niveau d'énergie très élevé. L'énergie acoustique mesurée dans ce stade est corrélée à l'avancement de la fissure proprement dit. En comparaison avec d'autres paramètres mécaniques mesurés au cours du cyclage, l'émission acoustique apparaît comme une mesure très sensible à l'amorçage des fissures en fatigue.