Le fretting-corrosion et les dégradations dues aux actions de contact

¹ Ecole Nationale Supérieure d'Arts et Métiers, Dépt. Matériaux

Résumé

Les auteurs ont précisé les types de dégradation due aux actions de contact dans les structures sollicitées périodiquement.

Ils ont mis en évidence :

1. le fretting-corrosion ou corrosion de contact qui est, en fait, une corrosion sèche qui provoque l’émission d’oxydes abrasifs (Fe₃O₄ ou Fe₂O₃ selon l’environnement) et la formation des cavités n’affectant pas la tenue en fatigue de la pièce. Cette oxydation locale peut être évitée en interposant dans la zone de contact une mince feuille d’un métal ductile peu oxydable (Au, Cd, Ag par exemple). Trois machines d’essai ont été réalisées.

2. des criques de fatigue sur des pièces rompues en service, provoquées par les sollicitations en fonctionnement de la structure : compression, traction, cisaillement, etc. Ce sont ces actions de contact qui doivent être prises en considération par les bureaux d’étude lors de la conception. Contrairement au fretting-corrosion dont la formation peut être contemporaine, ce mode de détérioration peut conduire à la rupture brutale (emmanchements coniques, têtes de brelles, têtes de rivets, etc.). Seul un nouveau dessin de la pièce peut pallier à cet inconvénient.

Abstract

The authors have described the types of degradation due to actions of contact in structures periodically submitted to repeated cycles of stress.

They have singled out for special study:

1. the fretting-corrosion or contact corrosion which is actually a kind of dry corrosion giving rise to a production of abrasive oxides (Fe₃O₄ or Fe₂O₄ according to the surrounding conditions) and the formation of cavities with no influence on the part with regard to resistance to fatigue. Such local oxidation can be avoided by inserting in the contact aera a thin sheet of a ductile and pratically unoxidable (Au, Cd). Three test-machines have been constructed.

2. fatigue cracks on parts broken in service, caused by compression, traction, shearing, etc. Such contact actions must be taken into account by the designing department at the designing phase. Contrary to what happens with freeting-corrosion—which can occur simultaneously—. This kind of deterioration can lead to sudden failure (conical connections, crank-heads, rivet-heads, etc). Redesigning the part is the only means to obviate such drawbacks.

Zusammenfassung

Die Verfasser haben die verschiedenen, durch Kontakte verursachte Verschleissformen von periodisch beanspruchten Strukturen angegeben.

Es wurden festgestellt:

1. Die Reib—oder Kontaktkorrosion, an sich eine trockene Korrosion, die das Vorhandensein von schleifenden Oxyden (Fe₃O₄ oder Fe₂O₃, je nach Umgebung) verursacht, sowie die Bildung von Aushöhlungen, die jedoch keine Ermüdung des Werkstückes hervorrufen. Diese lokale Oxydierung kann verhindert werden, in dem man auf die Kontaktfläche eine dünne Platte eines dehnbaren, wenig oxydierbaren Metalls anbringt (Au, Cd zum Beispiel). Drei Versuchsmaschinen wurden erstellt.

2. Ermüdungsrisse, die zum Bruch des Werkstückes während des Betriebs führen, und die durch Beanspruchungen anlässlich des Betriebs der Struktur verursacht werden: Druck—, Zieh—, Scherbeanspruchungen usw... In diesem Falle müssen diese Kontaktauswirkungen anlässlich des Entwurfes in Betracht gezogen werden. Im Gegensatz zur Reibkorrosion kann diese Ver- schleissform zum brutalen Bruch des Werkstückes führen (konische Einsteckende, Pleuelkopf, Nietenkopf usw...). Diese Missbildungen können nur durch eine neue Zeichnung ausgeschaltet werden.