Développement de la fatigue vibratoire : application aux alliages de titane et d'aluminium aux températures cryogéniques

Development of the Ultrasonic fatigue. Application to the Titanium Alloys and the Aluminium Alloys at the Cryogenic Temperatures

• Auteur / Autrice : Hua Tao
• Direction : Claude Bathias
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des matériaux
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Paris, CNAM

Mots clés

Mots clés contrôlés

Aluminium -- Alliages

Titane -- Alliages -- Fatigue

Endommagement, Mécanique de l' (milieux continus)

Résistance des matériaux

Vibrations

Matériaux -- Fatigue

Résumé

La présente recherche porte sur l'étude de l'endurance des alliages de Titane, TA6V PQ et Ti-6246, et des alliages d'Aluminium, AL-Li 8090-T851 et 2219-T852, en fatigue vibratoire cryogénique. Trois machines sont développées afin de réaliser des essais de fatigue à très haute fréquence, f=20kHz, aux températures cryogéniques avec un rapport de charge R variable. Les résultats obtenus confirment qu'aux températures cryogéniques, la résistance à la fatigue augmente avec l'abaissement de température, mais nos études à très grand nombre de cycles ont montré pour la première fois qu'il n'existe pas une asymptote horizontale sur la courbe de Wöhler mais seulement un seuil ; il n'y a pas d'influence évidente du fluide de refroidissement et de la fréquence ; le mécanisme de l'amorçage des fissures est principalement interne ; la microstructure a une influence importante sur l'amorçage donc sur l'endurance des alliages de titane. L'amorçage des éprouvettes du TA6V àR =0. 1 est en forme de microfissures

The present study deals on the fatigue endurance of the titanium alloys, TA6VPQ and Ti-6246, and of the aluminium alloys AL-Li 8090-T851 et 2219-T852, in cryogenic ultrasonic fatigue. Three machines are developed for the realization of the experiments at very frequency, f=20 kHz, at cryogenic temperatures with a variable load ratio R. The obtained results confirm tha at cryogenic temperaturess, the fatigue strength increases with a decrease of the temperature, but our study on the very high cycle fatigue shows as the first time that there is not a horizontal asymptote on he Wöhler curve but only a threshold ; there is not evident influence on the freezing fluid and of the frequency ; the nucleation mechanism of fatigue crals is principally subsurface initiation ; the microstructure has a important influence on the crack nuclation and the on the fatigue endurance of titanium alloys. The crack nucleation in the specimens of TA6V at R=0. 1, is the form of multimicrocraks;