Caractérisation de la taille des grains par ultrasons

Type : Article de conférence
Auteur(s) :  A.Badidi Bouda, R. Halimi, A. Mebtouche, W. Djerir
Année :  2009
Domaine : Sciences des matériaux
Conférence: Mesures et suivi de l’endommagement en fatigue, asiem
Lieu de la conférence:  Paris, France
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Mots clés :  traitement thermique, traitement mécanique, grains, l’endommagement, fatigue

Résumé : 

Un traitement thermique ou mécanique d’un matériau permet demodifier, entre autres, la taille moyenne des grains. Cette dernière dépend de latempérature, du temps de maintien et du mode de refroidissement ou de lacontrainte de laminage. La taille moyenne des grains, outre son influence sur lesvitesses de propagation et coefficient d’atténuation des ondes ultrasonores,affecte aussi la fréquence de l’onde à travers le matériau. La grosseur des grainsest un indicateur de l’état de fatigue d’un matériau. Elle peut donc être exploitéedans le suivi ou la prévention de l’endommagement en fatigue. Dans ce papier,nous étudions l’effet de divers traitements thermiques et donc de diverses taillesmoyennes de grains d’un acier sur la fréquence de l’onde ultrasonore aprèstraversée du matériau. Nous avons fait la même étude expérimentale sur deséchantillons en aluminium. Les différentes tailles de grains sont obtenues parlaminage. La mesure du décalage en fréquence des ondes longitudinales estréalisée en immersion avec deux sondes de fréquences différentes 2.25 et 5MHz. Les résultats expérimentaux sont représentés sous forme de courbesdonnant la fréquence pour les deux sondes de 2.25 et 5 MHz en fonction de lataille des grains. Les traitements thermiques sur l’acier et le laminage surl’aluminium effectués sur les échantillons ont permis d’obtenir un gradient detailles des grains. Nos résultats sont en accord avec la théorie en raison du trajetimportant dans l’échantillon et dans ce cas le décalage en fréquence vers le basest prépondérant. Ils montrent une relation directe entre le décalage enfréquence et la taille moyenne des grains. Il est donc possible de remonter demanière quantitative à une taille moyenne de grains à partir de la mesure de lafréquence d’une onde ultrasonore ayant traversé ce matériau et par conséquent àson état de fatigue thermique ou mécanique.