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

Influence of microstructure on fatigue crack growth resistance in TiAl alloys by using white light image correlation method

Laboratoire de Mécanique et de Physique des Matériaux (LMPM), UMR CNRS 6617, ENSMA, BP 109, 86960 Futuroscope Cedex, France

Auteur de correspondance : lagattu@lmpm.ensma.fr

Reçu : 10 Novembre 2003
Accepté : 2 Juillet 2004

Résumé

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.

Abstract

This study deals with fatigue crack propagation in a TiAl alloy, manufactured by casting and powder metallurgy (PM). The cast alloy presents a lamellar microstructure, whereas the PM alloy exhibits an equiaxed γ microstructure. In order to get insight into crack propagation mechanisms in these two microstructures, full-field in-plane strains were measured near the crack tip during fatigue tests. An optical method based on digital image correlation has been used. The results show that the lamellar microstructure presents an enhanced capacity to accommodate overstrains at the crack tip, which explains its higher fatigue crack propagation resistance.