Résultats pour l’acier inoxydable 304L

L’acier inoxydable 304L a été testé pour des amplitudes de déformation de 0.5, 1, 1.5 et 2%, où celles de 1 et 2% servent à la comparaison avec l’acier 350WT et celles de 0.5 et 1.5%, servent à établir les relations d’écrouissage cyclique par rapport à l’amplitude de déformation et de durée de vie en fatigue oligocyclique. Ces amplitudes sont tout de même présentées ici, à titre informatif seulement, pour l’acier 304L même s’il n’y a pas de comparatif possible avec l’acier 350WT.

La figure 5.4 représente la relation entre la contrainte obtenue à chaque pic en traction par rapport au nombre de cycles pour les 5 éprouvettes testées à l’amplitude de déformation de 0.5%.

Figure 5.4 - Graphique de l’écrouissage cyclique de l’acier inoxydable 304L pour toutes les éprouvettes à une amplitude déformation de 0,5%

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Pour l’amplitude de déformation de 0,5%, les 5 éprouvettes démontrent un comportement semblable entre- elles. Il est caractérisé par un fort durcissement initial pendant les 5-6 premiers cycles, pour ensuite se stabiliser vers le 10e _{cycle et demeurer stable pendant une dizaine de cycles. Par la suite, il se produit un}

adoucissement pendant quelques centaines de cycles avant de se stabiliser à nouveau pour ensuite recommencer à se durcir une seconde fois jusqu’à l’atteinte de la rupture. L’adoucissement n’étant pas aussi important que le durcissement initial, la contrainte cyclique ne descend jamais plus bas que sa valeur initiale et reste toujours plus élevée que la limite élastique tout au long de l’essai. Comme la valeur de contrainte maximale atteinte lors de la première stabilisation est assez près de la valeur maximale atteinte après le second durcissement, la valeur de la contrainte maximale cyclique est atteinte à l’un ou l’autre de ces deux endroits, dépendamment de l’éprouvette testée. Sa valeur moyenne calculée est de 327 MPa, ce qui donne un ratio de la contrainte maximale cyclique sur la limite élastique égal à 1.3, qui est plus élevé que celui de l’acier 350WT à une amplitude de déformation de 1%, malgré le fait qu’il y ait un adoucissement important. La figure 5.5 représente la relation entre la contrainte obtenue à chaque pic en traction par rapport au nombre de cycles pour les 5 éprouvettes testées à l’amplitude de déformation de 1%.

Figure 5.5 - Graphique de l’écrouissage cyclique de l’acier inoxydable 304L pour toutes les éprouvettes à une amplitude déformation de 1%

Pour l’amplitude de déformation de 1%, les 5 éprouvettes démontrent un comportement semblable entre-elles mis à part celui de l’éprouvette SS-C1-2 qui suit les mêmes étapes que les autres, mais avec une tendance un

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peu plus éloignée. Le comportement des autres éprouvettes entre-elles est pratiquement identique jusqu’au second durcissement où le taux de durcissement diffère un peu pour chacune d’entre elles. Le comportement suit les mêmes étapes que pour l’amplitude de déformation de 0.5% soit un fort durcissement initial suivi d’une stabilisation brève, d’un adoucissement et d’un second durcissement jusqu’à la rupture. Pourtant, l’allure des courbes est assez différente, car le durcissement initial y est plus important, l’adoucissement beaucoup moins important et le second durcissement beaucoup plus important, ce qui change beaucoup l’allure générale de la courbe et la valeur de la contrainte cyclique maximale. L’éprouvette SS-C1-2 montre une rupture prématurée, empêchant l’obtention d’une mesure correcte du nombre de cycles à la rupture. Ceci est dû au fait que la fissure principale a commencé à s’ouvrir à l’endroit où l’une des lames de l’extensomètre était appuyée, menant à un emballement de la presse, celle-ci étant contrôlée par le déplacement de l’extensomètre. La valeur moyenne calculée pour la contrainte maximale cyclique est de 501 M Pa, ce qui donne un ratio de la contrainte maximale cyclique sur la limite élastique égal à 1.99, étant beaucoup plus élevé que pour l’amplitude de déformation de 0.5%.

La figure 5.6 représente la relation entre la contrainte obtenue à chaque pic en traction par rapport au nombre de cycles pour les 5 éprouvettes testées à l’amplitude de déformation de 1.5%.

Figure 5.6 - Graphique de l’écrouissage cyclique de l’acier inoxydable 304L pour toutes les éprouvettes à une amplitude déformation de 1,5%

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Pour l’amplitude de déformation de 1.5%, le comportement des 5 éprouvettes est pratiquement le même. Comme pour l’amplitude de déformation de 1%, il débute avec un fort durcissement et fini avec un second durcissement. Dans ce cas-ci, il n’y a aucune stabilisation ni adoucissement après le durcissement initial, seulement une baisse dans le taux de durcissement avant d’entamer le second durcissement jusqu’à la rupture. Il est aussi possible de remarquer que la contrainte cyclique maximale atteinte pour chacune des éprouvettes a dépassé de peu la limite ultime de l’acier. L’éprouvette SS-C1,5-5 démontre une rupture prématurée, empêchant l’obtention d’une mesure correcte du nombre de cycles à la rupture. Ceci est dû au fait que la fissure principale a commencé à s’ouvrir à l’endroit où l’un des ressorts de l’extensomètre était appuyé donc, lorsque la fissure était assez grande, le ressort à pénétrer à l’intérieur de la fissure et a été écrasé lors des forces de compression qui ont suivies. L’extensomètre a ensuite perdu le contact avec l’éprouvette et la presse s’est emballée, produisant la fin subite de l’essai. La valeur moyenne calculée pour la contrainte maximale cyclique est de 646 MPa, ce qui donne un ratio de la contrainte maximale c yclique sur la limite élastique égal à 2.56, étant beaucoup plus élevé que pour l’amplitude de déformation de 1%. L’augmentation de ce ratio reste très significative, mais elle est tout de même moins importante que celle entre les amplitudes de 0.5 et 1%, en raison du très fort adoucissement se produisant lors de l’amplitude de déformation de 0.5%.

La figure 5.7 représente la relation entre la contrainte obtenue à chaque pic en traction par rapport au nombre de cycles pour les 5 éprouvettes testées à l’amplitude de déformation de 2%.

Figure 5.7 - Graphique de l’écrouissage cyclique de l’acier inoxydable 304L pour toutes les éprouvettes à une amplitude déformation de 2%

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Pour l’amplitude de déformation de 2%, le comportement des éprouvettes est pratiquement identique mis à part celui de l’éprouvette SS-C2-5 qui atteint une contrainte cyclique maximale un peu plus élevée que celle des autres éprouvettes. Le comportement suit les mêmes étapes que pour l’amplitude de déformation de 1.5%, soit un fort durcissement initial suivi d’une baisse du taux de durcissement et une remontée du taux de durcissement jusqu’à la rupture. Il est aussi possible de remarquer que la contrainte cyclique maximale atteinte pour chacune des éprouvettes a dépassé de beaucoup la limite ultime de l’acier. La valeur moyenne calculée pour la contrainte maximale cyclique est de 734 MPa, ce qui donne un ratio de la contrainte maximale cyclique sur la limite élastique égal à 2.91, étant plus élevé que pour l’amplitude de déformation de 1.5%. L’augmentation de ce ratio reste significative même si elle est tout de même moins importante que celle entre les amplitudes de 1 et 1.5%.