Thèse soutenue

Corrosion sous contrainte intergranulaire du noyau de soudure par FSW de l'alliage Al-Li 2050

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Auteur / Autrice : Matthieu Dhondt
Direction : Jean-Marc Olive
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique et ingénierie
Date : Soutenance le 18/12/2012
Etablissement(s) : Bordeaux 1
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences physiques et de l’ingénieur (Talence, Gironde ; 1995-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de mécanique et d'ingénierie de Bordeaux
Jury : Président / Présidente : Jean-Bernard Vogt
Examinateurs / Examinatrices : Yann Le Petitcorps, David Thévenet, Isabelle Aubert, Nicolas Saintier, Jérôme Delfosse
Rapporteurs / Rapporteuses : Xavier Feaugas, Bernard Normand

Résumé

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Pour réduire le poids des structures aéronautiques, plusieurs voies ont été explorées. Parmi elles, l'utilisation des alliages d'aluminium légers et le remplacement des structures rivetées par des structures soudées par Friction Stir Welding (FSW) sont envisagées. La question de la durée de vie de ces structures préoccupe les industriels. Dans ce cadre, cette étude porte sur la sensibilité à la corrosion sous contrainte intergranulaire (CSC-IG) du noyau de soudure par FSW de l'alliage Al-Cu-Li 2050. Ce matériau est composé de grains équiaxes dont la taille diminue de 17 à 4 µm à mesure que l'on s'éloigne de la surface de soudage. Une variation de texture est révélée grâce à des cartographies EBSD formant la microstructure des « onion rings ». La périodicité de ces « onions rings » est égale à l'avancée du pion FSW sur un tour (500 µm pour notre matériau). Ces hétérogénéités microstructurales entraînent des gradients de champs mécaniques locaux quantifiés par corrélation d'images lors des essais mécaniques. Ces hétérogénéités microstructurales et mécaniques favorisent les phénomènes de corrosion localisée lorsque le matériau est soumis à un environnement agressif. Les effets des contraintes et de la microstructure sur la CSC-IG sont mis en évidence par des essais de corrosion et des essais de corrosion sous contrainte (CSC). Les essais de corrosion montrent une sensibilité du matériau à la piqûration alors que les essais de CSC révèlent l'amorçage de fissures intergranulaires. Les plus grosses fissures s'amorcent préférentiellement à la frontière des « onion rings ». Un modèle par éléments finis a été développé dans le but de simuler la propagation des fissures intergranulaires sur des agrégats réels générés par des cartographies EBSD.