Anisotropie de propriétés mécaniques d'origine morphologique et cristallographique de l'alliage de titane β-métastable Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr : influence sur la durabilité en fatigue

Résumé : Les alliages de titane β-métastable sont largement utilisés dans l’industrie aéronautique pour leurs propriétés mécaniques élevées, leur faible densité et bonne résistance à la corrosion. Dans ces alliages, et contrairement aux alliages α ou α/β, environ 40 % de phase β sont retenus à température ambiante. Cette phase, à la structure cubique centrée, est connue pour présenter une anisotropie élastique élevée, qui influence significativement les mécanismes de déformation opérant à l’échelle de la microstructure. Les travaux de thèse détaillés dans ce manuscrit visent à mieux comprendre le lien entre la durabilité de l’alliage Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr sous sollicitations cycliques, un enjeu important pour les équipements aéronautiques, et l’anisotropie élastique de la phase β.Ce point central a tout d’abord fait l’objet d’une étude dédiée, dans le but de permettre une description satisfaisante de l’élasticité cristalline de la phase β. Pour cela, et à l’aide de différentes microstructures modèles, la contribution de la phase α a pu être isolée. La caractérisation de la texture cristallographique associée à la mesure du module d'Young par méthode de résonance dynamique a permis de passer en revue les différents jeux de constantes d’élasticité de la phase β proposés dans la littérature et de conclure par le choix le plus adapté. Enfin, une prise en compte de la contribution liée à la précipitation α a permis de modéliser les propriétés du matériau dans l’état microstructural utilisé industriellement.Les mécanismes de déformation plastique et d’endommagement actifs sous sollicitations monotones et cycliques ont ensuite été caractérisés en lien avec l’orientation cristallographique locale des deux phases. Cette étape a permis d’étudier l’influence de l’anisotropie élastique de la phase β sur le comportement mécanique ainsi que d’identifier les configurations microstructurales favorisant l'endommagement de cet alliage. Les conséquences sur la durabilité de l’alliage Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr sont finalement discutées.
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Autre. ISAE-ENSMA Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et d'Aérotechique - Poitiers, 2018. Français. 〈NNT : 2018ESMA0001〉
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Soumis le : vendredi 6 avril 2018 - 09:24:07
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Aurélien Helstroffer. Anisotropie de propriétés mécaniques d'origine morphologique et cristallographique de l'alliage de titane β-métastable Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr : influence sur la durabilité en fatigue. Autre. ISAE-ENSMA Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et d'Aérotechique - Poitiers, 2018. Français. 〈NNT : 2018ESMA0001〉. 〈tel-01760118〉

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