Etude des hétérogénéités de texture et de microstructure au sein de disques forgés en IMI834 : influence sur les propriétés en fatigue-dwel

Study of texture and microstructure heterogeneities inside forged discs in IMI834 : influence on dwell-fatigue properties

• Auteur / Autrice : Elena Uta
• Direction : Michel Humbert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des matériaux
• Date : Soutenance le 08/07/2009
• Etablissement(s) : Metz
• Ecole(s) doctorale(s) : EMMA - Ecole Doctorale Energie - Mécanique - Matériaux
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LETAM - Laboratoire d'étude des Textures et Application aux Matériaux - FRE 3143
• Jury : Président / Présidente : Franck Montheillet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Véronique Doquet, Nathalie Gey, Elisabeth Gautier, Patrick Villechaise, Stefan Zaefferer

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matériaux -- Texture

Fatigue

Microstructure (physique)

Mots clés libres

Imi 834

Hétérogénéités de microstructure et texture

Fatigue-dwell

Fractographie

Ebsd

Résumé

Nous avons caractérisé de manière détaillée les  fortes hétérogénéités de texture et de microstructure (macrozones) par EBSD dans des zones déformées différemment d’un disque en IMI834 de structure bimodale αP/αS, utilisé en motorisation aéronautique. Des échantillons spécifiques ont permis de montrer que l’amplitude des signaux ultrasonores rétrodiffusés dans ces échantillons dépendait de la présence et de l’organisation des macrozones. Partant de ces observations, une analyse ultrasonore des signaux rétrodiffusés dans les parties du disque soumis à de fortes déformations lors du forgeage a permis de sélectionner un jeu d’éprouvettes ayant des caractéristiques microstructurales différentes et destinées à des essais en fatigue-dwell. Une forte dispersion des durées de vie liée aux microstructures présentes a été observée. L’analyse fractographique des surfaces de rupture et leurs études par EBSD ont permis de localiser les sites d’amorçage et les chemins de propagation des fissures ainsi que leurs caractéristiques cristallographiques. Les résultats des essais en fatigue-dwell montrent que la réduction de la tenue en service est fortement influencée par la présence de macrozones formées d’agglomérats de grains αP allongés associés à des lamelles αS plus épaisses et organisées en colonies et d’autre part présentant majoritairement des axes c à moins de 30° de l’axe de sollicitation

We have characterized in detail the strong heterogeneity of texture and microstructure (macrozones) by EBSD in areas, differently deformed, of a disk in IMI834 with a bimodal structure αP/αS, used in aircraft engines. Specific samples have shown that the amplitude of back-scattered ultrasonic signals depended on the presence and organization of macrozones. Based on these observations, an analysis of back-scattered ultrasonic signals in parts of the disc subject to strong deformation during forging led to select a set of specimens with different microstructural features for fatigue-dwell tests. A high dispersion of lifetimes associated with these microstructures was observed. The fractographic analysis of fracture surfaces and their EBSD studies were used to locate crack initiation sites and propagation paths and their crystallographic characteristics. The results of fatigue-dwell tests showed that the lifetime reduction is strongly influenced by the presence of macrozones formed by agglomerates of grains elongated αP associated with thicker αS lamellae, organized in colonies and with c-axis predominantly at less than 30 ° of the solicitation axis