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Un nouveau critère de fissuration à chaud

Un nouveau critère d’apparition de fissures ou criques à chaud est présenté. Il est basé sur l’équation de conservation de la masse appliquée à la zone solide-liquide (zone pâteuse) et prend en compte à la fois une déformation subie par le squelette solide perpendiculairement aux dendrites et l’appel de liquide induit par le retrait de solidification. Le model introduit une vitesse de déformation critique au delà de laquelle la cavitation, i.e. la germination d’un premier pore, a lieu. Cette valeur critique est une fonction croissante du gradient thermique et de la perméabilité du milieu semi-solide, et une fonction décroissante de la viscosité. La contribution du retrait de solidification est du même ordre de grandeur que celle associée à la déformation du squelette semi-solide. Un indice de sensibilité à la fissuration à chaud (HCS, hot cracking sensitivity) est alors défini puis appliqué aux alliages aluminium-cuivre de différentes teneurs afin de reproduire la courbe en « Λ » typique de la fissuration à chaud et décrite antérieurement par Clyne et Davies à l’aide d’une approche phénoménologique. Les valeurs calculées par le nouveau modèle montrent un bon accord avec les mesures obtenues par Spittle et Cushway pour des alliages non affinés. Une comparaison du critère avec l’observation de criques obtenues à l’aide du test de l’anneau donne une valeur de quelques kPa pour la dépression de cavitation et des contraintes en traction subies par la zone cohérente de plusieurs MPa. Ces valeurs sont enfin comparées avec celles obtenues par d’autres méthodes d’investigation (mesure de la cohérence, microporosité et simulation numérique). Bien que le critère prédit seulement l’apparition d’une crique et non sa propagation, il donne pour la première fois les bases physiques de l’étude de la formation des fissures à chaud.

    Reference

    • EPFL-ARTICLE-164005

    Record created on 2011-03-02, modified on 2016-08-09

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