Modélisation physique des stades précurseurs de l'endommagement en fatigue dans l'acier inoxydable austénitique 316L

Un code numérique simulant le comportement d es dislocations à l'échelle mésoscopique (Dynamique des Dislocations Discrètes) a été utilisé pour étudier la plasticité cyclique dans les grains de surface d'un acier inoxydable 316L, afin de comprendre le scénario qui conduit à la formation d'une fissure et d'élaborer un modèle d'amorçage. Dans un premier temps, la formation et l'évolution des microstructures de dislocations a été étudiée : elle a montré que le glissement dévié jouait un rôle majeur dans la localisation de la déformation plastique. Dans un second temps, l'origine physique de l'endommagement est étudiée d'une part à partir de l'évolution du relief de surface induit par l'émergence des dislocations à l'extérieur du cristal et d'autre part grâce aux calculs de l'énergie stockée par la microstructure. Cette étude a montré qu'un relief de surface irréversible en extrusion/intrusion pouvait être induit par le seul mouvement des dislocations, et que le nombre de cycles à l'amorçage suivait alors une loi du type Manson-Coffin. L'étude de l'énergie de distorsion emmagasinée par lê microstructure montre que des zones favorables à l'apparition de fissures existent dès les premiers cycles, et que la propagation en mod Il dans les grains de surface résulte d'un ensemble de microdécohésions le long des plans de glissement primaires, favorisées par diver effets (concentration de contraintes associées au relief de surface, effet d'environnement...). Enfin, ces études de fatigue ont permis d'ébaucher un modèle physique d'écrouissage cinématique utilisable par les modèles continus di plasticité cristalline dont les variables d'états sont les densités de dislocations.GRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocSudocFranceF