Etude du comportement et de l'endommagement en fatigue d'alliages d'aluminium de fonderie

Behaviour and fatigue damage study of cast aluminium alloys

• Auteur / Autrice : Bruno Barlas
• Direction : Georges Cailletaud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et génie des matériaux
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Paris, ENMP

Mots clés

Mots clés libres

Microscopie

Simulation

Culasse

Essai mécanique

Vieillissement

Fatigue

Aluminium

Anisotherme

Résumé

Cette etude a pour but de determiner l'influence de la composition chimique et du traitement thermique d'alliages d'aluminium de fonderie al-si-cu-mg sur leur comportement et leur duree de vie en fatigue. L'application industrielle de cette etude concerne les culasses de moteurs diesel a haut rendement, pour les societes renault et montupet. Les moyens mis en Œuvre sont a la fois microscopiques (met, microdurete, analyse d'image), mecaniques (essais lcf et anisothermes, macrodurete) et numeriques (simulation de la stabilite des phases durcissantes, identification du modele de comportement et d'endommagement, application au calcul de la duree de vie de la culasse). Le lien entre les parties micro et macro est realise au travers d'une variable interne microscopique de vieillissement basee sur la croissance/coalescence de la precipitation et imbriquee dans le modele macroscopique.

This study is aimed at determining the influence of chemical composition and heat treatment of cast aluminium alloys al-si-cu-mg on mechanical behaviour and fatigue life of structures. The industrial frame of this study concerns cylinder-heads of high efficiency diesel engines, for renault and montupet companies. The experimental means involved in this work are as well microscopic (tem, microhardness, image analysis), mechanical (lcf and anisothermal tests, macrohardness) and numerical (simulation of the stability of the hardening phases, behaviour and damage model identification, cylinder-head life time calculation). The link between micro and macro approaches is provided by the means of an internal microscopic variable representing thermal aging through coarsening of the precipitates and implemented into the macroscopic model.