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Étude du rôle de la microstructure sur la résistance à la fissuration par fatigue des alliages TiAl à l'aidede la technique de corrélation d'images numériques de mouchetis

Published online by Cambridge University Press:  04 November 2005

Fabienne Lagattu ,
Anne-Lise Gloanec ,
Gilbert Hénaff  and
Jean Brillaud
Fabienne Lagattu
Affiliation:
Laboratoire de Mécanique et de Physique des Matériaux (LMPM), UMR CNRS 6617, ENSMA, BP 109, 86960 Futuroscope Cedex, France
Anne-Lise Gloanec
Affiliation:
Laboratoire de Mécanique et de Physique des Matériaux (LMPM), UMR CNRS 6617, ENSMA, BP 109, 86960 Futuroscope Cedex, France
Gilbert Hénaff
Affiliation:
Laboratoire de Mécanique et de Physique des Matériaux (LMPM), UMR CNRS 6617, ENSMA, BP 109, 86960 Futuroscope Cedex, France
Jean Brillaud
Affiliation:
Laboratoire de Mécanique et de Physique des Matériaux (LMPM), UMR CNRS 6617, ENSMA, BP 109, 86960 Futuroscope Cedex, France
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Abstract

Cette étude porte sur la fissuration par fatigue des alliages TiAl élaborés par fonderie et par métallurgie des poudres (MdP). L'alliage issu de fonderie présente une microstructure essentiellement lamellaire, tandis que celui provenant de la MdP possède une microstructure majoritairement monophasée γ à grains équiaxes. Afin de mieux comprendre les mécanismes de propagation des fissures dans ces deux microstructures, le champ complet des déformations surfaciques a été mesuré en pointe de fissure au cours d'un essai de fissuration par fatigue. Pour cela, une méthode optico-numérique basée sur l'intercorrélation directe d'images numériques de mouchetis a été utilisée. Les résultats obtenus montrent que l'alliage TiAl à microstructure lamellaire présente une meilleure capacité d'accommodation des surdéformations en pointe de fissure. Ces résultats permettent d'expliquer la meilleure résistance à la fissuration de cet alliage.

Keywords

FatigueTiAl alloyscorrelationcrack propagationstrainFatiguealliages TiAlcorrélationfissurationdéformation
Type
Research Article
Information
Mechanics & Industry , Volume 6 , Issue 5 , September 2005 , pp. 499 - 507
Copyright
© AFM, EDP Sciences, 2005

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References

W. Smarsly, H. Baur, G. Glitz, H. Clemens, T. Khan, M. Thomas, Titanium aluminides for Automotive and Gas Turbine Applications, in: Structural Intermetallics, Snow King Resort, Jackson Hole, Wy, K.J. Hemker, D.M. Dimiduk, H. Clemens, R. Darolia, H. Inui, J.M. Larsen, V.K. Sikka, M. Thomas, J.D. Whittenberger (ed.), The Minerals, Metals & Materials Society, 2001, pp. 25–34
N.A. Walker, N.E. Glover, Applications of Intermetallics in the Gas Turbine, in: Structural Intermetallics, Snow King Resort, Jackson Hole, Wy, K.J. Hemker, D.M. Dimiduk, H. Clemens, R. Darolia, H. Inui, J.M. Larsen, V.K. Sikka, M. Thomas, J.D. Whittenberger (ed.), The Minerals, Metals & Materials Society, 2001, pp. 19–24
Patterson, E.A., Gungor, S., A photoelastic study of an angle crack specimen subject to mixed mode I-III displacements, Eng. Fract. Mech. 56 (1997) 767–778 CrossRef
La Porta, F.A., Huntley, J.M., Chung, T.E., Faulkner, R.G., High-magnification moiré interferometer for crack tip analysis of steels, Experimental Mechanics 40 (2000) 90–95 CrossRef
Asundi, A., Chiang, F.P., Theory and applications of the white light speckle method for strain analysis, Optical engineering 21 (1982) 570–580 CrossRef
Chu, T.C., Ranson, W.F., Sutton, M.A., Peters, W.H., Applications of digital image correlation technique to experimental mechanics, Exp. Mech. 25 (1985) 232–245 CrossRef
McNeill, S.R., Peters, W.H., Sutton, M.A., Estimation of stress intensity factor by digital image correlation, Eng. Fract. Mech. 28 (1987) 101–112 CrossRef
Lyons, J.S., Liu, J., Sutton, M.A., High-temperature deformation measurements using digital-image correlation, Exp. Mech. 36 (1996) 64–70 CrossRef
Gonzalez, J., Knauss, W.G., Strain inhomogeneity and discontinuous crack growth in a particulate composite, J. Mech. Phys. Solids 46 (1998) 1981–1995 CrossRef
Vendroux, G., Knauss, W.G., Submicron deformation field measurements : part 2. Improved digital image correlation, Exp. Mech. 38 (1998) 86–92 CrossRef
Hild, F., Raka, B., Baudequin, M., Roux, S., Cantelaube, F., Multiscale displacement field measurements of compressed mineralwool samples by digital image correlation, Applied Optics 41 (2002) 6815–6828 CrossRef
M. Muller, E. Toussaint, J.-F. Destrebeq, M. Grédiac, P. Vacher, Étude par corrélation d'images de la fissuration d'éléments en béton armé renforcés par composites, dans Proc. of Photomécanique, Étude du comportement des matériaux et des structures, Y. Berthaud, P. Gaborit, M. Grédiac, J.J. Orteu, L. Robert, T. Sentenac (ed.) Mines d'Albi-Carmaux, 2004, pp. 225–232
Y. Berthaud, S. Calloch, F. Collin, F. Hild, Y. Ricotti, Analysis of the degradation mechanisms in composite materials through a correlation technique in white light, Proc. of IUTAM : Advanced optical methods and applications in solid mechanics, A. Lagarde (ed.), Kluwer Academic publishers, 1998, pp. 627–634
N. Cornille, D. Garcia, M.A. Sutton, S. McNeill, J.-J. Orteu, Calibrage d'un MEB en vue de la mesure précise de formes et de déformations 3D, dans Proc. of Photomécanique, Étude du comportement des matériaux et des structures, Y. Berthaud, P. Gaborit, M. Grédiac, J.J. Orteu, L. Robert, T. Sentenac (ed.), Mines d'Albi-Carmaux, 2004, pp. 145–152
B. Wattrisse, A. Chrysochoos, J.-M. Muracciole, M. Némoz-Gaillard, Analysis of Strain Localization during Tensile Tests by Digital Image Correlation, Experimental Mechanics 41 (2001), 29–39
Roux, S., Hild, F., Berthaud, Y., Correlation image velocimetry: a spectral approach, Applied Optics 41 (2002) 108–115 CrossRef
Chao, Y.J., Luo, P.F., Kalthoff, J.F., An experimental study of the deformation fields around a propagating crack tip, Experimental mechanics 38 (1998) 79–85 CrossRef
Abanto-Bueno, J., Lambros, J., Investigation of crack growth in functionally graded materials using digital image correlation, Eng. Fract. Mech. 69 (2002) 1695–1711 CrossRef
A.-L. Gloanec, Mécanismes gouvernant le comportement cyclique et la résistance à la fissuration par fatigue des alliages TiAl, Thèse de Doctorat de l'Université de Poitiers, ENSMA, 2003
A.-L. Gloanec, D. Bertheau, M. Jouiad, G. Hénaff, M. Grange, P. Belaygue, Fatigue properties of a Ti-48Al-2Cr-2Nb alloy produced by casting and powder metallurgy, in: International Symposium on Gamma Titanium Aluminides, San Diego, Ca, Y.-W. Kim, A.H. Rosenberger, H. Clemens (ed.), TMS 2003, pp. 485–492
Gloanec, A.L., Hénaff, G., Bertheau, D., Belaygue, P., Grange, M., Fatigue Crack growth behaviour of a gamma-titanium-aluminide alloy prepared by casting and powder metallurgy, Scripta Materiallia 49 (2003) 825–830 CrossRef
F. Lagattu, J. Brillaud, M.C. Lafarie-Frenot, Progress in mechanics of materials by using laser speckle method, Proc. of IUTAM: Advanced optical methods and applications in solid mechanics, A. Lagarde (ed.), Kluwer Academic publishers, 1998, pp. 635–642
J. Brillaud, F. Lagattu, Limits and possibilities of laser speckle and white light image correlation methods : theory and experiments, Applied Optics 41 (2002), 6603–6613
F. Lagattu, M.C. Lafarie-Frenot, T.Q. Lam, J. Brillaud, Experimental characterisation of overstress accommodation in notched CFRP composite laminates, Composite Structures, in press
Burch, J.M., Tokarski, J.M.J., Production of multi beam fringes from photographic scatters, Opt. Acta 15(2) (1968) 101 CrossRef
V.Z. Parton, E.M. Morozov, Mechanics of elastic-plastic fracture, R.B. Hetnarski (ed.), Hemisphere Publishing Corporation, 1989
Chan, K.S., Toughening mechanisms in Titanium Alumides, Metallurgical Transactions, 24A (1993) 569–583 CrossRef