Effect of pre-harding on the lifetime of type 304L austenitic stainless steels

Effet du pré-écrouissage sur la durée de vie d'aciers austénitiques de type 304L

Crescent Kpodekon (1)

1 GPM - Groupe de physique des matériaux

This study deals with the effect of the loading history on the cyclic behavior and the fatigue life of two kinds (THYSSEN and CLI) of 304L stainless steel at room temperature. The experiments have been performed using two specimens’ categories. The first one (virgin) has been submitted to only classical fatigue tests while in the second category, prior to the fatigue test, the specimen is subjected to a pre-hardening process under either monotonic or cyclic strain control. Cyclic softening followed by cyclic hardening are observed for the virgin specimens while only cyclic softening is exhibited by the pre-hardened specimens. The obtained results show that fatigue life is strongly influenced by the pre-hardening: it seems beneficial under stress control but detrimental under strain control, even in the presence of a compressive mean stress. The results are discussed regarding the cyclic evolution of the elastic modulus aswell as the isotropic and kinematic parts of the strain hardening, and strain energy density per cycle, in different configurations: with or without prehardening,stress or strain control...

Le travail s’intéresse aux effets de l’histoire de chargement sur le comportement et la durée de vie en fatigue de deux nuances (THYSSEN et CLI)d’un acier inoxydable austénitique 304L à la température ambiante. Les essais ont été réalisés en utilisant deux catégories d’éprouvettes. Les éprouvettes de la première catégorie (vierges) ont été soumises à des essais classiques de fatigue,alors que celles de la deuxième ont subi, avant les essais de fatigue, un pré-écrouissage monotone ou cyclique en déformation imposée. Les éprouvettes vierges manifestent un adoucissement cyclique suivi d’un durcissement cyclique alors que les éprouvettes pré-écrouies ne présentent qu’un durcissement cyclique. Les résultats montrent une grande influence du pré-écrouissage qui semble bénéfique en contrainte imposée, mais néfaste en déformation imposée,même en présence d'une contrainte moyenne de compression. Ces résultats sont discutés en termes d'évolution cyclique du module d'élasticité, des écrouissages isotropes et cinématiques, et de la densité d’énergie absorbées par cycle, dans différentes configurations : avec ou sans pré-écrouissage, en contrainte ou déformation imposées...

Mots clés: 304l; Cyclic loading; Pre-hardening; Cyclic hardening; Cyclic softening; Fatigue; Isotropic hardening; Kinematic hardening

Mots clés: 304l; Chargement cyclique; Pré-écrouissage; Durcissement cyclique; Adoucissement cyclique; Fatigue; Écrouissage isotrope; Écrouissage cinématique.

Domaines: Autre [cond-mat.other]

Crescent Kpodekon. Effet du pré-écrouissage sur la durée de vie d'aciers austénitiques de type 304L. Autre [cond-mat.other]. INSA de Rouen, 2010. Français. ⟨NNT : 2010ISAM0028⟩. ⟨tel-00581715⟩