Thèse soutenue

Fissuration par fatigue et ténacité d'alliages d'aluminium 2xxx à 223K

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Auteur / Autrice : Cédric Gasquères
Direction : Christine Sarrazin-Baudoux
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique des solides, des matériaux, des structures et des surfaces
Date : Soutenance en 2006
Etablissement(s) : Poitiers
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et aéronautique (Poitiers1992-2008)

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Cette thèse concerne l'étude des mécanismes de propagation des fissures de fatigue dans des alliages légers type 2xxx (Al-Cu-Mg) utilisés pour les intrados d'ailes d'avions. Un nouveau dispositif expérimental a été réalisé pour conduire des essais sous divers environnements - vide secondaire, air ambiant, air sec (point de rosée de -50°C) et air sec et froid – en opérant sous humidité résiduelle et température simulant l'atmosphère à une altitude de 10 Km. Un effet important de l'environnement a été mis en évidence sous air froid avec des vitesses de fissuration 20 fois plus lentes qu'à l'air ambiant sur les alliages mûris à l'ambiante. Par contre aucun effet n'est observé sur les alliages revenus au pic de dureté. Ces effets sont reliés à un chemin de propagation de nature cristallographique favorisé par les environnements très secs dans les états sous revenus qui génère des propagations ralenties induites par les effets de barrières aux joints de grain conjugués à des déviations et branchements des fissures. Les observations par microscopie électronique en transmission montrent une localisation de la déformation dans un système de plans de glissement unique dans chaque grain le long du front de fissure. Les mécanismes associés aux différents environnements sont décrits à l'aide d'un modèle préexistant pour les alliages métalliques. Finalement, un modèle de zone cohésive est développé pour décrire la propagation des fissures de fatigue dans les alliages légers à l'ambiante. Les simulations s'avèrent en bon accord avec les résultats expérimentaux. Sur le plan industriel, ces résultats montrent la possibilité d'accroître les estimations de durées de vie pour les vols à haute altitude en utilisant des alliages vieillis naturellement.