Role of defects on high cycle fatigue properties of a cast nickel-based superalloy - Morphologie mathématique (CMM) Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2022

Role of defects on high cycle fatigue properties of a cast nickel-based superalloy

Résumé

The high cycle fatigue (HCF) properties of Inconel 100 have been studied in this work. The samples are tested experimentally and numerically. The main objective of the work is to estimate the effect of clustered defects on HCF properties of the material. Samples with clustered defects are tested at 750 °C under HCF loading and all the samples were found to fail at the zone of clustered defects. For the numerical simulations, image-based finite element (FE) models are developed with the aid of X-ray Computed Tomography (XCT) and a good correlation between experimental and numerical method is established. Various characteristics of defects are analysed via XCT slices and it is seen that there is a large similarity between critical defects of each tested samples, opening the possibilities of a probabilistic fatigue model based on defect statistics. Furthermore, defect’s size and its location are the prominent characteristics affecting fatigue life, however, other characteristics cannot be neglected in the case of clustered defects.
Les défauts ont un rôle majeur sur la performance en fatigue des pièces de fonderie. La position, la taille, la forme et la densité des pores sont les principaux facteurs de variabilité de la résistance à la fatigue des superalliages base nickel de fonderie. Dans cette étude, des campagnes en fatigue HCF à 750 °C ont été réalisées sur des éprouvettes d’Inconel 100 pour des porosités variables. La microtomographie aux rayons X a été utilisée afin de caractériser en 3D la population de défauts d’un point de vue statistique et morphologique dans le but d’identifier des corrélations avec l’évolution de la durée de vie en fatigue. Les simulations numériques par la méthode des éléments finis ont été réalisées à partir de la reconstruction 3D des défauts réels. Des approches non locales de fatigue, basés sur un critère de fatigue multiaxiale ou sur la mécanique linéaire de la rupture, sont construites à partir du post-traitement des champs mécaniques locaux. La stratégie mise en place permet d’avoir une bonne estimation de l’abattement en fatigue et de la localisation des sites d’amorçage des éprouvettes testées.
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Dates et versions

hal-04345192 , version 1 (14-12-2023)

Licence

Identifiants

  • HAL Id : hal-04345192 , version 1

Citer

Arjun Kalkur Matpadi Raghavendra, Laurent Lacourt, Lionel Marcin, Henry Proudhon, Vincent Maurel. Role of defects on high cycle fatigue properties of a cast nickel-based superalloy. 25ème Congrès Français de Mécanique, Aug 2022, Nantes, France. ⟨hal-04345192⟩
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