Germination d'une fissure de fatigue dans un boulon :
Le point d'amorçage de la fissure de fatigue est appelé source de fatigue. Cette source est très sensible à la microstructure du boulon et peut initier des fissures de fatigue à une échelle très réduite. De manière générale, dans une zone de trois à cinq tailles de grain, les défauts de qualité de surface du boulon constituent la principale source de fatigue, et la plupart des fissures se forment en surface ou en sous-surface.
Cependant, la présence d'un grand nombre de dislocations, d'éléments d'alliage ou d'impuretés dans la structure cristalline du matériau des boulons, ainsi que la forte variabilité de la résistance des joints de grains, peuvent favoriser l'amorçage de fissures de fatigue. Les résultats montrent que ces fissures se forment préférentiellement aux joints de grains, aux inclusions de surface, aux particules de seconde phase et aux cavités, autant d'éléments liés à la complexité et à la variabilité du matériau. L'amélioration de la microstructure des boulons par traitement thermique permet d'accroître leur résistance à la fatigue.
Effets de la décarbonation sur la fatigue :
La décarburation de la surface d'un boulon peut réduire sa dureté superficielle et sa résistance à l'usure après trempe, et diminuer ainsi sa résistance à la fatigue. La norme GB/T3098.1 définit les performances des boulons en matière d'essai de décarburation. De nombreux documents démontrent qu'un traitement thermique inadéquat peut réduire la résistance à la fatigue des boulons en décarburant leur surface et en altérant sa qualité. L'analyse des causes de rupture des boulons à haute résistance révèle la présence d'une couche décarburée à la jonction de la tête et de la tige. Or, à haute température, le Fe₃C peut réagir avec l'O₂, l'H₂O et le H₂, entraînant une réduction de sa teneur au sein du matériau du boulon. Il en résulte une augmentation de la phase ferritique et une diminution de la résistance du matériau.
Date de publication : 26 décembre 2022
