Etude des effets de la microstructure et du champ des contraintes résiduelles sur le comportement en fatique d'un joint soudé hétérogène : Acier ferritique / acier austénitique

Abstract

La zone affectée thermiquement (AZT) du métal de base ferritique d’un joint soudé hétérogène (acier ferritique / acier inoxydable austénitique) est souvent le siège de modifications microstructurales complexes. Sous l’effet des cycles thermiques accompagnant l’opération du soudage, il y a apparition d’une zone décarburée et d’un liséré martensitique dans l’acier ferritique à proximité de l’interface ferritique / soudure. Les différentes phases et constituants du joint soudé sont soumis à un gradient thermique au cours du soudage, du traitement thermique et parfois en service. Ceci provoque la concentration de contraintes résiduelles. Dans la présente étude, nous avons examiné l’influence de la microstructure et du champ des contraintes résiduelles en fatigue dans un joint soudé hétérogène. Ainsi des mesures de vitesses de propagation de fissures de fatigue ont été réalisées dans l’acier ferritique à proximité du liséré martensitique formé le long de l’interface ferritique / soudure. La modélisation de la propagation est réalisée à l’aide de l’approche du facteur d’intensité de contrainte efficace déterminé en tenant compte : - De la fermeture de la fissure (modèle d’ELber) - Du champ des contraintes résiduelles dans la pièce (modèle les fonctions poids) - De la zone plastifiée à la pointe de la fissure et du champ des contraintes résiduelles (modèle du K efficace global). Les résultats obtenus montrent que le champ des contraintes résiduelles dans la zone concernée par les essais de propagation est modéré. Le facteur d’intensité de contraintes efficace globale permet de mieux décrire l’influence simultanée de la zone plastifiée à la pointe de la fissure et du champ des contraintes résiduelles sur la propagation des fissures dans un joint soudé hétérogène.