Etude du comportement mécanique de la zone fondue

Aucun essai de traction sur des éprouvettes prélevées en zone fondue, n’a été réalisé dans le cadre de cette étude. Cependant, des données ont été fournies par le laboratoire des Techniques d’Assemblage (LTA) et ont été reproduites ici avec son autorisation. Des essais de traction ont été réalisés à 20 °C et 550 °C sur des éprouvettes prélevées dans le sens longitudinal des deux soudures, dans la zone fondue. Le diamètre des éprouvettes est de 4 mm et la longueur utile vaut 50 mm. L’épaisseur et la largeur d’une passe sont respectivement estimées à près de 2,5 mm et 5 mm dans la zone fondue du joint soudé avec produit d’apport P92IG et de 2 mm et de 5 mm dans le joint soudé avec produit d’apport Thermanit MTS 616. Au vu des dimensions des deux joints soudés et des dimensions des éprouvettes de traction, on considère que le volume testé est représentatif du comportement moyen de la zone fondue. L’évolution à 20 °C et à 550 °C de l’allongement de ces éprouvettes prélevées dans les deux produits d’apport, en fonction de la contrainte nominale, est tracée sur la Figure 4-68 et la Figure 4-69. Les deux produits d’apport ont des comportements en traction similaires à 20 °C et à 550 °C. A 20 °C, le produit d’apport P92 IG présente une limite d’élasticité légèrement plus élevée.

Par ailleurs, la zone fondue présente un meilleur comportement en traction que le métal de base, aux deux températures considérées. A 20 °C, si l’on compare aux spécifications de l’acier Grade 92 (V&M, 2010), on constate que la contrainte maximale est de 30% supérieure à celle du métal de base et que la limite élastique est de 45% plus élevée. A 550 °C, les données sont comparées, pour une vitesse d’allongement de 2,5.10-3 s-1, aux résultats obtenus sur le métal de base non détensionné, présentés dans la partie I. La contrainte maximale est de 17 % plus grande en zone fondue et la limite élastique est de 13 % plus élevée. On note également que l’écart des propriétés en traction entre les deux matériaux est inférieur à 550 °C comme on l’avait déjà constaté avec les essais de traction et corrélation d’images. La dureté en zone fondue varie entre 260 et 280 HV0,5 en fonction de la position dans la zone fondue. L’écart relatif de dureté entre le métal de base et la zone fondue est donc compris entre 13 et 21 %. élastique est de 13 % plus élevée. On note également que l’écart des propriétés en traction entre les deux matériaux est inférieur à 550 °C comme on l’avait déjà constaté avec les essais de traction et corrélation d’images. La dureté en zone fondue varie entre 260 et 280 HV0,5 en fonction de la position dans la zone fondue. L’écart relatif de dureté entre le métal de base et la zone fondue est donc compris entre 13 et 21 %.

Comportement en fluage de la zone fondue

Les géométries des éprouvettes ont été dimensionnées et sont présentées dans le paragraphe 4.1. Plusieurs essais ont été lancés à différents niveaux de contraintes. Les deux premiers essais ont été lancés à une contrainte appliquée de 250 MPa et de 215 MPa, afin d’obtenir des contraintes de von Mises respectivement de 240 MPa et de 205 MPa comme pour les autres zones testées. Cette étape est présentée dans le chapitre 4.1.6. Les contraintes réelles atteintes au niveau de l’entaille ont ensuite été recalculées lors de la procédure d’identification des paramètres de comportement viscoplastique de la zone fondue. Les courbes de fluage ont révélé que la zone fondue était largement plus résistante en fluage par rapport au comportement attendu. Compte-tenu de l’avancement des essais, les éprouvettes n’auraient pas rompu suffisamment tôt pour que les résultats de ces essais puissent être exploités. L’obtention de données expérimentales étant nécessaire pour l’ajustement d’un modèle de comportement mécanique de la zone fondue, la campagne d’essais de fluage a été réorientée. Deux nouveaux essais ont été lancés. Ces essais ont été dimensionnés à l’aide de la loi de fluage de Panait [Panait, 2010] pour durer respectivement 100 h et 50 h.