Modélisation viscoplastique d'un Inconel 600 déformé à 900 °C

Viscoplastic modeling of Inconel 600 at 900 °C

¹ ISMEP, 3 rue Fernand Hainaut, 93407 Saint-Ouen Cedex, France
² ENSMP, Centre des Matériaux, BP 87, 91003 Évry Cedex, France

Auteur de correspondance : gantchenkov@supmeca.fr

Reçu : 22 Février 2006
Accepté : 13 Septembre 2007

Résumé

Un modèle rhéologique est proposé pour décrire le comportement viscoplastique, sans écrouissage, à haute température (900 °C) d'un superalliage de nickel dans une large gamme de vitesses de déformation (10^-1 à 10^-4 s^-1). À partir du modèle proposé, une loi de comportement viscoplastique est établie ; les paramètres de la loi de comportement sont identifiés grâce à des essais monotones en traction biaxiale de membranes soumises à une pression de gaz neutre (essais de disques sous pression d'hélium). La loi viscoplastique permet de calculer les contraintes avec une précision de 1 % aux grandes vitesses de déformation et de 4 % aux vitesses les plus faibles pour toute la gamme de déformation ; la limite d'élasticité identifiée dépend de la vitesse de déformation en suivant une loi logarithmique identique à celles indiquées par différents auteurs pour d'autres alliages métalliques. Les paramètres identifiés à partir d'essais de traction biaxiale sur tôles minces permettent de calculer, avec une bonne précision, les contraintes obtenues au cours de cycles stabilisés de traction-compression uniaxiale sur des éprouvettes cylindriques. L'avantage de la technique proposée est d'utiliser des essais de disques beaucoup plus faciles à réaliser à haute température que des essais de traction-compression uniaxiale sur éprouvette cylindrique.

Abstract

A mechanical modelling is proposed in order to describe the viscoplastic behaviour without hardening at high temperature (900 °C) of a nickel-base super alloy with strain rates varying within a large range (from 10^-1 to 10^-4 s^-1). A mathematical law is associated to the viscoplastic model; the law parameters are identified from monotonic biaxial tests of membranes loaded by pressure of inert gas (disk pressure testing under helium). The viscoplastic law provides calculated stresses with accuracy better than 1% at the highest strain rates and 4% at the lowest strain rates for the whole strain range; the identified yield stress is a logarithmical function of strain rate as for other metallic alloys studied in bibliography. The parameters identified from biaxial tensile tests of thin sheets have been used to calculate accurate stresses during stabilized tension-compression loops of cylindrical specimens. The proposed experimental method is interesting because the disk biaxial testing is much easier to be performed at high temperature than the tension-compression testing of cylindrical specimens.