Etude des mécanismes d'écrouissage et d'endommagement cycliques des alliages TiAl élaborés par métallurgie des poudres
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PoitiersDisciplines:
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Abstract EN:
This investigation deals with the deformation mechanisms of low cycle fatigue of powder metallurgy TiAl alloys as a function of microstructure. A preliminary study reveals that turning followed by mechanical polishing is the most adequate machining procedure for test specimens. The microstructures tailored through a number of post – HIP heat treatments, have been characterised by quantitative analysis. The ones to be tested in fatigue at 20 and 500°C, have been selected according to their tensile behaviour. A greater amount of lamellar grains tends to reduce the mean free path for dislocations and to reinforce the static work hardening. This microstructural parameter also affects the cyclic hardening, but in an opposite manner : the strain hardening rate is governed by the formation of vein-like structure which requires less plastic deformation as the mean spacing between obstacles for the onset of dislocation tangles is large. A fully lamellar microstructure having a large grain size, a fine lamellar spacing and serrated grain boundaries appears to offer the best compromise between strain hardening, stress level and fatigue life.
Abstract FR:
Cette étude traite des mécanismes de déformation qui régissent la fatigue oligocyclique suivant la microstructure d'alliages TiAl issus de la métallurgie des poudres. Une étude préliminaire montre que la gamme Tournage – Polissage mécanique est la plus adaptée à l'usinage des éprouvettes. Les microstructures élaborées via divers traitements thermiques post – CIC, ont été caractérisées par analyse quantitative. Celles devant être sollicitées en fatigue à 20 et 500°C, ont été sélectionnées en fonction de leur comportement en traction. Une plus grande proportion de grains lamellaires réduit le libre parcours moyen des dislocations et renforce la consolidation statique. Ce paramètre agit aussi principalement sur la consolidation cyclique, selon toutefois une relation inverse : le taux de consolidation est piloté par la formation de la structure veine qui nécessite d'autant moins de déformation plastique que l'espace moyen réservé à l'enchevêtrement des dislocations est grand. Une microstructure totalement lamellaire à gros grains, fines lamelles et joints de grains dentelés, semble offrir le meilleur compromis entre consolidation, niveau de contrainte et durée de vie.