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Comportement et endommagement des aciers austeno-ferritiques vieillis : une approche micromécanique
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Bugat, Stéphane |
| Copyright Year | 2000 |
| Abstract | Les aciers austeno-ferritiques sont employes dans le circuit primaire des centrales nucleaires REP. A la temperature de fonctionnement (320°C), ils sont sujet a un vieillissement lent, qui conduit a la fragilisation de la phase ferritique. Cette fragilisation entraine une chute des proprietes mecaniques, en particulier de la resistance a la dechirure des aciers austeno-ferritiques; L'endommagement et la rupture des aciers austeno-ferritiques avaient ete abordes a l'ENSMP les des theses de P. Joly (1992) et de L. Devilliers-Guerville (1998). Ces travaux ont permis de mettre en evidence une heterogeneite de l'endommagement, qui induit une forte dispersion sur les ductilites et les tenacites ainsi que des effets d'echelle. Des modelisations incluant les cinetiques de germination de l'endommagement mesurees experimentalement, ont permis de rendre compte de ces effets. Toutefois, elles ne consideraient pas le caractere biphase du materiau, et n'integraient pas de plus de modele physique de germination des fissures de clivage apparaissant dans la ferrite fragilisee. Nous proposons dans cette etude une description du materiau permettant de traiter ces aspects, tout en autorisant le calcul de structure. Dans une premiere partie, le materiau est etudie. L'utilisation de l'ESBD permet de preciser la morphologie complexe de ces aciers, ainsi que les relations d'orientation cristallographiques entre les deux phases. Il est en outre montre que les deux phases conservent la meme orientation cristalline dans des zones, appelees bicristaux, dont la taille varie entre 500 µm et 1 mm. L'etude des lignes de glissement, couplee a l'ESBD, permet egalement de preciser les modes de deformation des deux phases. Enfin, des essais de traction et de traction-compression a diverses amplitudes de deformations sont effectues afin de caracteriser le comportement mecanique macroscopique de ces materiaux. Cette premiere partie permet ensuite de proposer une modelisation micromecanique du comportement du materiau. Celle-ci prend en compte les trois echelles identifiees au chapitre precedent. La premiere echelle, correspondant aux lattes, est decrite comme un monocristal, dont le comportement comprend a la fois un ecrouissage isotrope et cinematique. La deuxieme, le biscristal, est represente soit par une simulation par elements finis sur un motif representatif (en particulier tenant compte de la percolation des deux phases), soit par un modele a champs moyens phenomenologique ajuste sur la simulation EF. La troisieme, le poly-bicristal, represente l'agregat de bicristaux, et est modelise par des modeles classiques de polycristaux. Les differents parametres du modele sont identifies sur les essais de traction monotone et de traction-compression. L'endommagement est ensuite aborde. L'observation montre que les fissures de clivage apparaissent preferentiellement a l'intersection de deux bandes de glissement de la ferrite. Ces observations conduisent a proposer un modele de type Cottrell pour representer l'apparition du clivage. Ce modele deterministe est ensuite etendu pour pouvoir rendre compte de la cinetique de germination. Il incluse a la fois un terme en contrainte et un terme en deformation, ces deux quantites etant calculees a partir du modele micromecanique et de parametres microstructuraux. On definit par la suite une densite de fissures de clivage pour chacun des trois plans de clivage de la ferrite. L'endommagement est donc anisotrope et peut etre represente par un tenseur de dommage d'ordre 4. Un modele simple de couplage, tenant compte du tenseur de dommage ,est propose. Puis, la rupture finale est representee par le critere de Thomason, qui decrit la coalescence des microfissures par ruine plastique des ligaments les separant. L'ensemble du modele d'endommagement est egalement implante dans le code de calcul. Finalement, le modele complet (comportement et endommagement) est employe pour modeliser les polycristal endommageable, et pour simuler des petites eprouvettes de tractions ainsi que des eprouvettes entaillees testees en traction in-situ sous MEB. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-00005650/document |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
