III. — APPLICATIONS PRATIQUES DE NOS PROCÉDÉS EXPÉRIMENTAUX

1° Détermination rapide d’une limite de fatigue.

On sait que la détermination précise de la limite de fatigue exige l'essai de plusieurs échantillons sous des taux de contrainte compris, par exemple, pour l'aluminium écroui, entre 4 et 6 kg/mnr. De plus, l'essai des éprouvettes peu chargées doit être poursuivi jusqu'à cent millions d’alternances dans le cas de l'aluminium et des alliages légers.

Nous proposons ici un procédé d'essai beaucoup plus court. Nous prélevons dans la tôle quelques éprouvettes identiques qui sont polies électrolytiquement puis essayées avec des amplitudes différentes de la torsion. Chaque essai est poursuivi jusqu’à trois millions d’alternances à la vitesse de 8 000 tr/mn. L’essai d’une éprouvette dure donc six heures environ.

Pour l'aluminium écroui on peut soumettre, par exemple, le métal à des contraintes de 4,2, 4,4, 4,6, 4,8, 5, … kg/mm? (ces contraintes sont calculées comme il a été indiqué au chap. ID).

Un examen métallographique rapide nous indiquera à partir de quelle valeur des #contraintes se produisent les premières perturbations à la surface des tôles.

L'application de cette méthode a été faite à l'aluminium raffiné utilisé pour l'étude métallographique dont les résultats sont donnés au début de ce chapitre. Pour Fmax = 4,4 kg/mm? (et pour les taux inférieurs) la surface de l’éprouvette reste parfaitement polie. Pour +, — 4,6 kg/mm? nous observons les premiers signes de la fatigue après deux millions d’alternances. Une observation faite après 3 500 000 alternances montre que la progression de la fissuration est très lente. Il serait naturellement intéressant de déterminer si la rupture de l’éprouvette peut se DO et après combien de centaines de millions d’alternances

Nous pouvons done déterminer par ce procédé une limite de fatigue sûre puisqu'on peut être certain que la rupture n'aura pas lieu s’il n’y a pas eu de microscopiques amorces de fissures après trois millions d’alternances.

Pour l'aluminium essayé on peut donc fixer la limite de fatigue à environ 4,5 Kg/mn.

Dans le cas d’un métal fortement écroui nous pouvons d’ailleurs utiliser la même éprouvette pour tous ces essais sous efforts alternés croissants car on peut admettre que l'application des torsions alternées sous un taux de contrainte inférieur à la limite de fatigue modifie très peu l’écrouissage.

Cette méthode n’est pas applicable au cas du métal recuit car il est difficile d'apprécier le degré de perturbation à ne pas dépasser.

Nous avons vu en effet (p. 50) que les premiers glissements de plans réticulaires se produisent pour l'aluminium très recuit pour +,,,, — 730 g/mm? et il est certain que la limite de fatigue est supérieure à cette valeur.

Au cours de l’essai il se produit d’ailleurs un écrouissage qui augmente la tenue du métal aux efforts alternés.

0 Étude des transformations du métal au cours du recuit.

Comme autre application de cette méthode d'étude des tôles en torsion alternée, nous avons recherché avec quelle rapidité s’effectuaient au cours du recuit les modifications de structure qui entraînent une transformation si profonde dans le comportement de l'aluminium aux efforts alternés.

Les essais ont été effectués avec une tôle d'aluminium à 99,5 % dont la dernière phase de préparation a été un laminage à froid de 30/10 à 10/10 après un recuit de six

heures à 4800.

Dans la première série d'expériences les éprouvettes ont été chauffées plus ou moins longtemps à 4000 avant d’être essayées suivant le procédé habituel.

nl

240 000 alt. >x< 440 zu X 180 | Fig. 61 Fig 62

30 000 1, x 180 60 000 alt. Fig. 63 Fig. 64

60 000 alt, x 85

540 000 alt. = 180

120 000 alt. >< 180

Nous avons fait un certain nombre de micrographies : — figures 61 et 62, sur l’éprouvette chauffée pendant trois minutes; — jigures 63 et 64, sur l’éprouvette chauffée pendant cinq minutes;

— figures 65, 66 et 67, sur l’éprouvette chauffée pendant trente ménutes.

La transformation si caractéristique de l'architecture du métal se produit donc pour une durée de recuit comprise entre trois et cinq minutes. Les modifications s’effectuent très brusquement pour un traitement à cette température de 4000 relativement élevée.

On note cependant que les perturbations produites par la fatigue à la surface de l'éprouvette recuite trente minutes sont plus caractéristiques que celles observées à la

Fig. 68 Fig. 69

surface de celle qui n’a été recuite que cinq minutes. Le phénomène de déchaussement des grains est particulièrement marqué sur la figure 67 qui a été prise dans une région très perturbée au voisinage de la cassure.

L'examen des rayons X a confirmé ce changement complet. Les deux diagrammes des figures 68 et 69 montrent que le métal recuit trois minutes possède encore la texture orientée du métal écroui, alors que le métal recuit a une texture équiaxe.

Nous avons effectué parallèlement des mesures de dureté Vickers sous charge de 100 g pendant trente secondes, ce qui donne les résultats suivants :

“nduretonue In:t0le fortement Cru 206 RS CRU À = 44; - après chauffage de trois minutes à 4000 ............. A =729: - après chauffage de cinq minutes à 4000 .............. A =1220 — après chauffage de trente minutes à 4000 .......:...... À = 21,4

La variation de la dureté est extrêmement rapide et il est intéressant de faire cette étude à des températures moins élevées.