Effet de la teneur en carbone sur la résistance du CA6NM à la propagation des fissures de fatigue

L'amélioration des performances des roues de turbines hydrauliques a fait l'objet de plusieurs études. Dans ce mémoire, on s'est intéressé à l'effet de la teneur en carbone du matériau de base de type CA6NM des aubes de turbines sur la microstructure et les propriétés mécaniques en général et en particulier sur le comportement en fatigue propagation. De manière à bien atteindre cet objectif, on a choisi trois différentes nuances d'acier à faible 0.018% C, moyenne 0.033% C et élevée 0.067% C teneurs en carbone. Le 0.018% C et 0.067% C ont été fabriqués par le même facturier et ils ont subi des traitements thermiques différents. De même, le 0.033% C a subi des traitements thermiques différents des deux autres après avoir été coulé par un autre fabricant. Afin d'effacer l'historique des traitements thermiques préalablement effectués et d'avoir la même taille de grains parents austénitiques (GPA), on a austénitisé les trois nuances d'acier à la même température 1040°C, à différentes périodes suivant la teneur en carbone. Après avoir homogénéisé la GPA, on a entamé le revenu. Le carbone a une influence sur la microstructure revenue notamment la quantité d'austénite de réversion ainsi que sur sa stabilité thermique et mécanique. Pour mettre en évidence l'effet de la teneur en carbone, on a trouvé raisonnable d'isoler les effets reliés à la température de revenu, en particulier la formation d'austénite de réversion. En effet, on a choisi deux températures de revenu. La première température est à 550°C pendant 2h imposée aux trois matériaux afin d'avoir une microstructure sans austénite de réversion. La deuxième température choisie est à 610°C pour avoir un maximum et une identique quantité d'austénite de réversion sans présence de martensite fraîche. À la lumière de ces deux microstructures, nous pouvons établir une relation entre les propriétés mécaniques du CA6NM et la teneur en carbone, ainsi qu'entre les effets de la présence ou non d'austénite de réversion sur les propriétés mécaniques. Les résultats montrent que l'effet de la teneur en carbone est plus significatif sur les propriétés mécaniques monotones de traction et de résilience des alliages sans austénite de réversion. En effet, la limite d'élasticité, la résistance à la traction et la dureté augmentent avec la teneur en carbone par contre l'allongement diminue. D'autre part, l'augmentation de la température et de la durée de revenu diminuent leur dureté.