Thèse soutenue

Déclenchement du clivage dans un acier faiblement allié : rôle de l'endommagement ductile localisé autour des inclusions
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Auteur / Autrice : Sébastien Carassou
Direction : André Pineau
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences et Génie des Matériaux
Date : Soutenance en 1999
Etablissement(s) : ENSMP

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Le processus de rupture d'un acier faiblement allié, utilisé pour la fabrication des cuves de réacteur à eau sous pression (rep), a été étudié dans le domaine de la transition fragile-ductile. La méthodologie employée est celle de l'approche locale de la rupture, appuyée par des observations fractographiques quantitatives et des simulations numériques par éléments finis. Des études antérieures ont suggéré que le déclenchement du clivage semble être favorisé par la présence d'hétérogénéités microstructurales, constituées par des amas d'inclusions de sulfure de manganèse (mns) : la zone d'endommagement ductile localisée à l’intérieur des amas de mns concentre les contraintes, et provoque ainsi le déclenchement du clivage sur des sites classiques proches, comme les carbures. L'étude de l'effet d’échelle et de l'anisotropie du comportement à rupture apporte ici la preuve du rôle actif des amas de mns sur le déclenchement du clivage dans l'acier étudié. Le comportement à rupture d’éprouvettes fissurées sollicitées dans le domaine de transition a de plus été simulé, sur la base de calculs 3d par éléments finis. La déchirure ductile stable précédant le clivage à cette température a été reproduite par un modèle d'endommagement couple (modèle de rousselier). La modélisation de la rupture fragile à quant à elle été effectuée en post-traitement, en utilisant un modèle probabiliste de rupture fragile basé sur le mécanisme identifié précédemment. La dispersion de la ténacité de l'acier dans le domaine de la transition est alors correctement reproduite par le modèle. Cependant, la contrainte critique de clivage d'un volume élémentaire représentatif du mécanisme de rupture est alors supposée dépendante de la température. Une simulation numérique du mécanisme de rupture suggéré que cette évolution peut être due en partie à la perte de nocivité des défauts concentrateurs de contrainte avec la température.