{"id":21199,"date":"2022-06-18T15:27:46","date_gmt":"2022-06-18T07:27:46","guid":{"rendered":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/?p=21199"},"modified":"2022-06-18T15:27:51","modified_gmt":"2022-06-18T07:27:51","slug":"7-factors-affecting-fatigue-of-metal-materials","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/7-facteurs-affectant-la-fatigue-des-materiaux-metalliques\/","title":{"rendered":"7 facteurs affectant la fatigue des mat\u00e9riaux m\u00e9talliques"},"content":{"rendered":"

La r\u00e9sistance \u00e0 la fatigue des mat\u00e9riaux m\u00e9talliques est tr\u00e8s sensible \u00e0 divers facteurs externes et internes. Les facteurs externes incluent la forme et la taille de la pi\u00e8ce, la finition de surface et les conditions de service, tandis que les facteurs internes incluent la composition du mat\u00e9riau lui-m\u00eame, l'\u00e9tat organisationnel, la puret\u00e9 et la contrainte r\u00e9siduelle. Des changements subtils de ces facteurs entra\u00eeneront des fluctuations ou m\u00eame des changements importants dans les propri\u00e9t\u00e9s de fatigue des mat\u00e9riaux.<\/p>

L'influence de divers facteurs sur la r\u00e9sistance \u00e0 la fatigue est un aspect important de la recherche sur la fatigue. Cette recherche fournira une base pour la conception structurelle raisonnable des pi\u00e8ces, la s\u00e9lection correcte des mat\u00e9riaux et la formulation rationnelle de divers proc\u00e9d\u00e9s d'usinage \u00e0 froid et \u00e0 chaud, afin d'assurer la haute performance en fatigue des pi\u00e8ces.<\/p>

effet sur la fatigue de la concentration de stress<\/h2>

La r\u00e9sistance \u00e0 la fatigue conventionnelle est mesur\u00e9e par des \u00e9prouvettes lisses soigneusement usin\u00e9es. Cependant, les pi\u00e8ces m\u00e9caniques proprement dites pr\u00e9sentent in\u00e9vitablement diff\u00e9rentes formes d'encoches, telles que des marches, des rainures de clavette, des filetages et des trous d'huile. L'existence de ces encoches provoque une concentration de contraintes, de sorte que la contrainte r\u00e9elle maximale \u00e0 la racine de l'entaille est bien sup\u00e9rieure \u00e0 la contrainte nominale support\u00e9e par la pi\u00e8ce, et la rupture par fatigue de la pi\u00e8ce commence souvent \u00e0 partir de l\u00e0.<\/p>

\"\"<\/figure>

Influence du facteur de taille<\/h2>

En raison de l'inhomog\u00e9n\u00e9it\u00e9 de la structure du mat\u00e9riau et de l'existence de d\u00e9fauts internes, l'augmentation de la taille augmentera la probabilit\u00e9 de d\u00e9faillance du mat\u00e9riau, r\u00e9duisant ainsi la limite de fatigue du mat\u00e9riau. L'existence d'un effet de taille est un probl\u00e8me important dans l'application des donn\u00e9es de fatigue mesur\u00e9es par de petits \u00e9chantillons en laboratoire \u00e0 des pi\u00e8ces r\u00e9elles \u00e0 grande \u00e9chelle. Comme il est impossible de reproduire la concentration et le gradient de contrainte sur les pi\u00e8ces de taille r\u00e9elle sur les petits \u00e9chantillons, les r\u00e9sultats de laboratoire sont d\u00e9connect\u00e9s de la rupture par fatigue de certaines pi\u00e8ces sp\u00e9cifiques.<\/p>

Influence sur la fatigue de l'\u00e9tat de traitement de surface<\/h2>

There are always uneven machining marks on the machined surface, which are equivalent to tiny notches, causing stress concentration on the material surface, thus reducing the fatigue strength of the material. The test shows that for steel and aluminum alloy, the fatigue limit of rough machining (rough turning) is reduced by 10% – 20% or more than that of longitudinal fine polishing. The higher the strength of the material, the more sensitive it is to the surface finish.<\/p>

Effet de la composition chimique<\/h2>

Il existe une relation \u00e9troite entre la r\u00e9sistance \u00e0 la fatigue et la r\u00e9sistance \u00e0 la traction des mat\u00e9riaux dans certaines conditions. Par cons\u00e9quent, sous certaines conditions, tout \u00e9l\u00e9ment d'alliage qui peut am\u00e9liorer la r\u00e9sistance \u00e0 la traction peut am\u00e9liorer la r\u00e9sistance \u00e0 la fatigue des mat\u00e9riaux. Comparativement parlant, le carbone est le facteur le plus important affectant la r\u00e9sistance des mat\u00e9riaux. Cependant, certains \u00e9l\u00e9ments d'impuret\u00e9s qui forment des inclusions dans l'acier ont des effets n\u00e9fastes sur la r\u00e9sistance \u00e0 la fatigue.<\/p>

Effet sur la fatigue du traitement thermique et de la microstructure<\/h2>

Diff\u00e9rentes conditions de traitement thermique donneront diff\u00e9rentes microstructures. Par cons\u00e9quent, l'effet du traitement thermique sur la r\u00e9sistance \u00e0 la fatigue est essentiellement l'effet de la microstructure. Bien que la m\u00eame r\u00e9sistance statique puisse \u00eatre obtenue pour des mat\u00e9riaux de m\u00eame composition en raison de traitements thermiques diff\u00e9rents, la r\u00e9sistance \u00e0 la fatigue peut varier dans une plage consid\u00e9rable en raison de structures diff\u00e9rentes.<\/p>

Au m\u00eame niveau de r\u00e9sistance, la r\u00e9sistance \u00e0 la fatigue de la perlite en flocons est \u00e9videmment inf\u00e9rieure \u00e0 celle de la perlite granulaire. Plus les particules de c\u00e9mentite sont fines, plus la r\u00e9sistance \u00e0 la fatigue est \u00e9lev\u00e9e.<\/p>

\"\"<\/figure>

Effet des inclusions<\/h2>

L'inclusion elle-m\u00eame ou les trous g\u00e9n\u00e9r\u00e9s par celle-ci sont \u00e9quivalents \u00e0 de minuscules encoches, qui produiront une concentration de contraintes et une concentration de d\u00e9formations sous l'action d'une charge altern\u00e9e, et deviendront la source de fissures de rupture par fatigue, entra\u00eenant des effets n\u00e9fastes sur les propri\u00e9t\u00e9s de fatigue des mat\u00e9riaux. L'influence des inclusions sur la r\u00e9sistance \u00e0 la fatigue d\u00e9pend non seulement du type, de la nature, de la forme, de la taille, de la quantit\u00e9 et de la r\u00e9partition des inclusions, mais \u00e9galement du niveau de r\u00e9sistance des mat\u00e9riaux, du niveau et de l'\u00e9tat des contraintes appliqu\u00e9es.<\/p>

Diff\u00e9rents types d'inclusions ont des propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques et physiques diff\u00e9rentes, des propri\u00e9t\u00e9s diff\u00e9rentes du m\u00e9tal de base et des effets diff\u00e9rents sur les propri\u00e9t\u00e9s de fatigue. D'une mani\u00e8re g\u00e9n\u00e9rale, les inclusions plastiques (comme les sulfures) faciles \u00e0 d\u00e9former ont peu d'effet sur les propri\u00e9t\u00e9s de fatigue de l'acier, tandis que les inclusions fragiles (comme les oxydes, les silicates, etc.) sont tr\u00e8s n\u00e9fastes.<\/p>

Les inclusions avec un coefficient de dilatation plus grand que la matrice (comme le sulfure) ont moins d'influence en raison de la contrainte de compression dans la matrice, tandis que les inclusions avec un coefficient de dilatation plus petit que la matrice (comme l'alumine) ont une plus grande influence en raison de la contrainte de traction dans la matrice.<\/p>

La compacit\u00e9 de l'inclusion et du m\u00e9tal de base affecte \u00e9galement la r\u00e9sistance \u00e0 la fatigue. Le sulfure est facile \u00e0 d\u00e9former et \u00e0 se lier \u00e9troitement au m\u00e9tal de base, tandis que l'oxyde est facile \u00e0 s\u00e9parer du m\u00e9tal de base, ce qui entra\u00eene une concentration des contraintes. Par cons\u00e9quent, de par le type d'inclusions, le sulfure a peu d'effet, tandis que les oxydes, les nitrures et les silicates sont plus nocifs.<\/p>

Effet de la modification des propri\u00e9t\u00e9s de surface et de la contrainte r\u00e9siduelle<\/h2>

En plus de la finition de surface mentionn\u00e9e ci-dessus, l'influence de l'\u00e9tat de surface comprend \u00e9galement le changement des propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques de surface et l'influence de la contrainte r\u00e9siduelle sur la r\u00e9sistance \u00e0 la fatigue. Le changement des propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques de surface peut \u00eatre caus\u00e9 par la diff\u00e9rence de composition chimique et de structure de surface, ou par le renforcement de la d\u00e9formation.<\/p>

Le traitement thermique de surface tel que la carburation, la nitruration et la carbonitruration peut non seulement augmenter la r\u00e9sistance \u00e0 l'usure des pi\u00e8ces, mais \u00e9galement am\u00e9liorer la r\u00e9sistance \u00e0 la fatigue des pi\u00e8ces, en particulier un moyen efficace d'am\u00e9liorer la r\u00e9sistance \u00e0 la fatigue par corrosion et \u00e0 la corrosion mordante.<\/p>

L'influence du traitement thermique chimique de surface sur la r\u00e9sistance \u00e0 la fatigue d\u00e9pend principalement du mode de chargement, de la concentration de carbone et d'azote dans la couche c\u00e9ment\u00e9e, de la duret\u00e9 et du gradient de surface, du rapport entre la duret\u00e9 de surface et la duret\u00e9 \u00e0 c\u0153ur, de la profondeur de la couche, ainsi que de la taille et de la distribution de la compression r\u00e9siduelle. contrainte form\u00e9e par le traitement de surface. Un grand nombre d'essais montrent que tant que l'entaille est d'abord usin\u00e9e puis trait\u00e9e par traitement thermique chimique, d'une mani\u00e8re g\u00e9n\u00e9rale, plus l'entaille est nette, plus la r\u00e9sistance \u00e0 la fatigue sera am\u00e9lior\u00e9e.<\/p>

L'effet du traitement de surface sur les performances en fatigue est diff\u00e9rent selon les diff\u00e9rents modes de chargement. Sous une charge axiale, la contrainte dans la couche de surface est la m\u00eame que celle sous la couche car il n'y a pas de r\u00e9partition in\u00e9gale de la contrainte le long de la profondeur de la couche. Dans ce cas, le traitement de surface ne peut qu'am\u00e9liorer les performances en fatigue de la couche de surface. Etant donn\u00e9 que le mat\u00e9riau de l'\u00e2me n'est pas renforc\u00e9, l'am\u00e9lioration de la r\u00e9sistance \u00e0 la fatigue est limit\u00e9e. Dans des conditions de flexion et de torsion, la r\u00e9partition des contraintes est concentr\u00e9e dans la couche superficielle. La contrainte r\u00e9siduelle form\u00e9e par le traitement de surface et cette contrainte suppl\u00e9mentaire se superposent pour r\u00e9duire la contrainte r\u00e9elle sur la surface. Dans le m\u00eame temps, gr\u00e2ce au renforcement des mat\u00e9riaux de surface, la r\u00e9sistance \u00e0 la fatigue dans des conditions de flexion et de torsion peut \u00eatre efficacement am\u00e9lior\u00e9e.<\/p><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

The fatigue strength of metal materials is very sensitive to various external and internal factors. External factors include the shape and size of the part, surface finish and service conditions, while internal factors include the composition of the material itself, organizational state, purity and residual stress. Subtle changes of these factors will cause fluctuations or…<\/p>","protected":false},"author":2,"featured_media":21203,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[79],"tags":[],"class_list":["post-21199","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-materials-weekly"],"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/image-18-1.png","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21199","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=21199"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21199\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media\/21203"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=21199"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=21199"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=21199"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}