Abstract FR:

Dans la plupart des materiaux metalliques, les fissures de fatigue prennent naissance a la surface des pieces. L'objet de cette etude etait d'ameliorer la tenue en fatigue d'alliages de titane (ta6v et ti 6246), par la seule modification de leurs proprietes superficielles, a la fois sur le plan mecanique et physico-chimique. La technique de traitement de surface par mixage ionique dynamique (mid) a ete utilisee dans ce but. Des films minces (0,2 a 1,5 m) de niti et de sic elabores par mid, ont conduit a des gains considerables en terme de duree de vie de ces alliages de titane, aussi bien a 20c qu'a 300 et 425c. Les proprietes mecaniques specifiques de ces couches superficielles amorphes ont ete caracterisees. Des scratch-tests et des mesures de microdurete ont mis en evidence la parfaite adherence de ces revetements presentant une durete elevee, ainsi que le caractere fragile des films de sic et ductile et/ou superelastique des films de niti. Les modules d'young de ces films minces ont ete determines a 20, 300 et 425c en optimisant une methode de resonance developpee au laboratoire. Les valeurs obtenues sont tres inferieures a celles des materiaux massifs equivalents, l'origine de cette difference etant la structure amorphe des films mixes. Ces resultats ont ensuite ete confirmes par des mesures de nanoindentation. Les contraintes a rupture de ces depots ont ete mesurees a partir d'essais de traction in-situ, ces grandeurs etant fortement dependantes de l'epaisseur des films. Enfin, des contraintes residuelles en tension, de l'ordre du gpa, ont pu etre evaluees. Ces differentes grandeurs mecaniques etaient indispensables a l'evaluation des conditions de sollicitation (amplitude de deformation, de contrainte) atteintes dans ces couches, lors du chargement cyclique des materiaux traites. Une grande part des resultats de fatigue ont alors pu etre compris, en particulier le role de l'epaisseur des films suivant leur nature. Les augmentations considerables de duree de vie obtenues sur les alliages de titane ont ete essentiellement reliees a l'interface graduelle et diffuse de ces depots mixes, ainsi qu'a leur structure amorphe, leur conferent des caracteristiques mecaniques particulieres. Ces revetements semblent jouer un role de barriere mecanique et/ou structurale, influant sur les mecanismes de deformation du substrat et pouvant ainsi empecher ou au moins retarder l'amorcage de fissure de fatigue