Approche quantitative de la fatigue d’un alliage d’aluminium de moulage : AlSi7G0,3

Quantitative approach of the fatigue behaviour of a cast aluminum alloy : ALSi7G0,3

Groupe d’études de métallurgie physique et de physique des matériaux (GEMPPM, UMR CNRS 5510), INSA de Lyon, Villeurbanne

Résumé

Une méthodologie expérimentale particulière a été développée pour étudier les mécanismes de fatigue d’un alliage d'aluminium de moulage modèle AS7G0,3. On montre que l’amorçage d’une fissure sur un pore est induit par la décohésion de particules de silicium et favorisé par la présence d’un joint de grains. La durée de vie en fatigue s’avère contrôlée essentiellement par la propagation des fissures et leurs blocages sur les joints de grains. Nous proposons un modèle de durée de vie à haute contrainte comprenant la génération aléatoire de pores suivant les lois de distribution de taille déterminées par tomographie X. Un modèle de déblocage de fissures, permettant d’évaluer le nombre de cycles de blocage d'une fissure sur un joint de grains, est également proposé.

Abstract

A specific experimental methodology has been developed in order to study the fatigue mechanisms of a model cast aluminium alloy AlSi7G0,3. The crack initiation on a pore is shown to be induced by silicon particle decohesion and favoured by the presence of a grain boundary. The fatigue life is controlled by propagation and blocking of cracks on grain boundaries. A fatigue life model at high stresses is proposed. It uses random generation of pores following the pore size distributions determined by high resolution X-ray microtomography. Another model evaluating the number of cycles of a crack blocked on a grain boundary, is proposed.