Skip to Main content Skip to Navigation
Theses

Étude expérimentale de la tenue en fatigue de l’alliage AlSi10Mg élaboré par fusion laser de lit de poudre

Résumé : Ce travail montre l'impact des défauts et de la microstructure sur la limite de fatigue de l’AlSi10Mg de fabrication additive (FA). Les échantillons d’étude sont fabriqués suivant trois orientations (0 °, 45 ° et 90 °) ; les surfaces d’étude sont usinées ou brutes de fabrication. Les éprouvettes sont étudiées avec ou sans traitement thermique T6. Avant toute chose, le matériau est d’abord caractérisé en lien avec les paramètres du procédé à l’aide de plusieurs moyens (microscopie, microtomographie). Du point de la fatigue, les courbes S-N sont établies avant et après T6, principalement à R = -1 en sollicitation uniaxiale. Pour toutes les éprouvettes d’étude, l’analyse des faciès montre que ce sont toujours les défauts qui sont à l’origine de la rupture par fatigue. Ainsi, un critère est appliqué pour définir ces défauts critiques (type, taille morphologie et position) et la limite de fatigue est systématiquement analysée via les diagrammes de Kitagawa. Le rôle de la direction de construction sur la tenue en fatigue est étudié, avant et après traitement thermique T6, tant pour les surfaces usinées que brutes de fabrication. À cet effet, un scénario basé sur la taille caractéristique des grains est proposé pour expliquer les effets d’orientation post-T6. La contribution de la structure de précipitation est également étudiée ; ainsi que le rôle des défauts (type, taille, morphologie et position) sur la limite de fatigue à différents états microstructuraux : avant et après T6. Afin de comprendre les mécanismes d’endommagement par fatigue en surface, la méthode des répliques est déployée sur une éprouvette polie. Dans ce cadre, une loi de propagation des fissures naturelles, c'est-à-dire qu'elles sont dues à un défaut hérité du procédé, est identifiée. Elle permet de séparer les phases d’amorçage et de propagation, alimentant ainsi les discussions sur les phénomènes d’amorçage en présence de défauts. Par ailleurs, quelques critères de fatigue sont également discutés et l’approche Defect Stress Gradient (DSG) est adaptée au matériau d’étude en tenant compte de la taille des grains cristallographiques. Pour les sections utiles brutes de fabrication, le rôle du mode de suppression des supports fabrication sur l’amorçage des fissures de fatigue est étudié ; la définition de la notion de taille de défauts en présence de la rugosité, à l’échelle de l’ondulation de surface, est abordée. Sachant que l’amorçage peut avoir lieu sur une ondulation de surface ou sur un défaut isolé (porosité ou défaut de fusion), une méthode expérimentale est proposée pour analyser la compétition entre ces facteurs. Dans un contexte de développement industriel, l’influence sur la limite de fatigue des paramètres de procédé relatifs au laser (vitesse de balayage, puissance et distance de hachure), au lit de poudre (composition chimique, taille des particules, épaisseur du lit) est étudiée, en vue d’alimenter les discussions vers l’optimisation du procédé du point de vue de la tenue en fatigue.
Document type :
Theses
Complete list of metadatas

Cited literature [131 references]  Display  Hide  Download

https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02483178
Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Tuesday, February 18, 2020 - 2:33:48 PM
Last modification on : Thursday, June 4, 2020 - 6:18:55 PM

File

2019ESMA0015_domfang_ngnekou.p...
Version validated by the jury (STAR)

Identifiers

  • HAL Id : tel-02483178, version 1

Collections

Citation

Julius-Noël Domfang Ngnekou. Étude expérimentale de la tenue en fatigue de l’alliage AlSi10Mg élaboré par fusion laser de lit de poudre. Autre. ISAE-ENSMA Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et d'Aérotechique - Poitiers, 2019. Français. ⟨NNT : 2019ESMA0015⟩. ⟨tel-02483178⟩

Share

Metrics

Record views

82

Files downloads

107