Étude par diffraction des rayons X des modifications microstructurales en cours de fatigue

Le travail presente ici a pour but d’evaluer les mecanismes microstructuraux lies a l’amorcage de l’endommagement par fatigue d’un acier a usage petrolier. Les microdeformations et les contraintes residuelles (macrocontraintes) ont ete determinees par diffraction des rayons X en temps reel pendant des essais de fatigue en flexion alternee sur des eprouvettes plates prelevees dans la paroi d’un tube neuf. Les microdeformations sont estimees a partir de mesures de la largeur de corde a mi-hauteur (LCMH) d’un pic de diffraction et les contraintes residuelles a partir du deplacement du pic. Les essais de fatigue sont realises pour cinq niveaux de contraintes differents. On observe trois stades de variation pendant l’evolution des microdeformations. On montre que leur amplitude et leur duree sont proportionnelles au niveau de contrainte alternee. Des variations similaires sont observees pour les contraintes residuelles, avec des durees identiques a celles des microdeformations. Des evolutions dans la densite et la repartition des dislocations ont ete observees par microscopie electronique en transmission a l’aide de la technique du faisceau d’ions focalises. Pour comprendre le role de la structure initiale, des essais de fatigue sur eprouvettes recuites ont ete realises dans les memes conditions d’essai. La encore trois stades d’evolution sont observees mais avec un premier stade inverse du fait de l’etat initial du reseau de dislocations. Les resultats obtenus sont tres encourageants pour la prise en compte des evolutions microstructurales dans l’etablissement d’un futur indicateur de dommage de la phase d’amorcage en fatigue a grand nombre de cycles des materiaux.