Interactions fatigue - fluage - corrosion sur la résistance à la fissuration des alliages de titane

• Auteur / Autrice : Yvan Chabanne
• Direction : Jean Petit
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des solides et matériaux
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Poitiers

Mots clés

Mots clés contrôlés

Oxydation

Hydrogène

Humidité

Environnement

Titane -- Alliages

Mécanismes

Résumé

L'etude de l'influence de la microstructure et de la composition chimique sur la tenue en propagation est effectuee a 500\c sur les alliages de titane ti6246, ti6242 et imi834 sous deux nuances microstructurales. La prise en compte des parametres mecaniques (rapport de charge, frequence), de l'environnement (comparaison air/vide) et des effets couples oxydation-fermeture de fissure, montre dans tous les cas, une meilleure resistance de l'alliage imi834 presentant notamment une fraction volumique de phase elevee. Une modelisation de la propagation en fatigue-corrosion est proposee, en tenant compte des pressions partielles de vapeur d'eau et d'oxygene, de la frequence et de l'amplitude du facteur d'intensite de contrainte k. Le role moderateur de l'oxygene est considere par rapport a celui de la vapeur d'eau, montree comme l'element responsable de la baisse de resistance en comparaison du milieu inerte (vide). L'effet du niveau de k m a x sur la fissuration est etudie sur l'alliage ti6246 entre la temperature ambiante et 500\c. A l'ambiante, un mecanisme de type rupture differee, supposant faire intervenir une fragilisation du materiau par l'intervention de l'hydrogene interne, est mis en evidence et conduit a la disparition du seuil de propagation en fatigue pour k m a x voisin de 70% de la tenacite k i c. Une modelisation tenant compte des proprietes mecaniques de l'alliage est proposee pour traduire cet effet de non-seuil a l'ambiante, tant a l'air que sous vide. A 500\c, un processus de type fluage s'ajoute a celui de fatigue et conduit, comme a l'ambiante, a la disparition du seuil de propagation. Les effets couples en fatigue d'un niveau modere de k m a x (30% de k i c) et d'une atmosphere humide a la temperature de 500\c sont etudies sur le ti6246, et permettent de definir les conditions d'apparition d'un mecanisme de corrosion-sous-contrainte, se traduisant, la encore, par la disparition du seuil de propagation et par une forte acceleration des vitesses.