Note ABES Study of the mechanism of fatigue crack initiation in 9Ni martensitic steel Critère d’amorçage de micro fissures de fatigue dans l’acier martensitique 9Ni Microfissuration Bandes persistantes Austénite de reversion Austénite retenu Martensite Fatigue Micro crack Persistent slip marks Austenite SEM-EBSD Acier martensitique Structure Fissuration Austénite Microstructure (physique) Analyse EBSD Microscopie électronique à balayage Acier -- Fatigue Dislocations dans les métaux La structure hiérarchisée très complexe de l'acier martensitique 9Ni a été utilisée dans cette étude afin de proposer un mécanisme d'amorçage des fissures de fatigue. Le travail de thèse a pris en considération l'impact de la nature de l'interface et de la morphologie de la matrice de l’acier. Ces paramètres métallurgiques ont été gérés avec succès par les traitements thermiques contrôlés. Ainsi, la teneur en austénite aussi bien sous forme retenue que sous forme de réversion et le passage d’une matrice martensitique à une matrice bainito-martensitique sont apparus pertinents pour répondre à l'objectif premier de la thèse. De plus, le but de ce travail était également de proposer des traitements thermiques conduisant aux meilleures performances en fatigue. Des essais de fatigue oligocyclique (LCF) ont été réalisés à température ambiante sous plusieurs variations de déformations (??t) de 0,8% à 1,6%. La microstructure et les structures de dislocations ont été soigneusement analysées par microscopies de pointe (MEB, c-ECCI, EBSD, MET, HRMET et MFM). L’évolution des contraintes au cours du cyclage était dépendante de la microstructure. L'acier martensitique trempé avec 8% d'austénite retenue était plus sensible à l'adoucissement cyclique et moins résistant à la fatigue que l'acier bainito-martensitique revenu avec 10% d'austénite de réversion. Ce dernier avait une surface plus déformée couverte de micro-fissures pour tous les niveaux de déformation. Les investigations ont permis de conclure que, dans tous les cas, les films d'austénite jouent un rôle important sur l'accommodation de la déformation plastique, agissant comme un lubrifiant favorisant l’écoulement de la matière le long des très fines lattes martensitiques. Cela a conduit au développement d'extrusions au niveau des interfaces et une germination d'intrusions (embryon de fissure) dans les lattes, ce qui diffère des observations préalablement menées avec un acier martensitique 12Cr sans aucune modification d'interface. The very complex hierarchical structure of the 9Ni martensitic steel was used in this study as a tentative of proposing a mechanism of fatigue crack initiation. The PhD work took into consideration the impact of the interface nature and the matrix morphology. These metallurgical parameters have been successfully managed with controlled heat treatments. Thus, the austenite content as well in the retained form as in the reversed one and the change from martensitic to bainitic matrix were considered as relevant to answer the primary objective of the thesis. In addition, the goal of this work was also to suggest heat treatments leading to the best fatigue performance.Low cycle fatigue (LCF) tests were carried out at room temperature under several constant strain ranges from 0.8% to 1.6%. The microstructure and dislocations structures were deeply characterized by advanced microscopy techniques (SEM, c-ECCI, EBSD, TEM, HRTEM, and MFM).The stress response to strain cycling was microstructural dependent. The quenched martensitic steel with 8% of retained austenite was more prone to cyclic softening and presented less fatigue resistance than the tempered bainite-martensitic one with 10% of reversed austenite. The latter had a more deformed surface fulfilled by small cracks for all strain levels.The investigations allowed concluding that in all cases, the austenite films play an important role in the accommodation of plastic deformation, acting as a lubricant and promoting matter displacement along the thin martensitic laths. This resulted in extrusion development at interface boundaries and intrusion nucleation in the laths, differently than what was observed before with a 12Cr martensitic steel without any interface modification. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 98690529 https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/EDSMRE/2021/2021LILUR032.pdf https://theses.hal.science/tel-03616547 https://theses.hal.science/tel-03616547 https://theses.hal.science/tel-03616547 https://theses.hal.science/tel-03616547 https://theses.fr/2021LILUR032/abes https://theses.hal.science/tel-03616547 https://theses.hal.science/tel-03616547 https://theses.hal.science/tel-03616547 Cota Araújo Mahira Adna Cota Araújo 1991-08-30 BR 259324477 https://theses.fr/2021LILUR032 2021LILUR032 https://doi.org/10.70675/8fecaa36z57a9z4701zb3adz90ecf7c4da94 2021-10-22 Chimie des matériaux Université de Lille (2018-2021) 223446556 Doctorat Docteur es non oui Vogt Jean-Bernard MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 103780114 Risbet-Voitot Marion MADS_PRESIDENT_DU_JURY 073460230 Bouquerel Jérémie MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 193059606 Limodin Nathalie MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 190890126 Olive Jean-Marc MADS_MEMBRE_DU_JURY_3 06039563X Gey Nathalie MADS_RAPPORTEUR_1 150081693 Verbeken Kim MADS_RAPPORTEUR_2 257528989 École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Lille ; 1992-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 148937330 Unité Matériaux et Transformations (Lille ; 2010-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 1002334 161609465 ddc:660 Vogt Jean-Bernard Risbet-Voitot Marion Bouquerel Jérémie Limodin Nathalie Olive Jean-Marc Gey Nathalie Verbeken Kim École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq, Nord) Unité matériaux et transformations (UMET) PDF 98690529