Caractérisation mécanique et microstructurale des joints brasés d'alliages aéronautiques avec du BNI-2 comme métal d'apport

• Main Author: Tsoungui, Félix
• Format: Others
• Published: École de technologie supérieure 2010
• Online Access: http://espace.etsmtl.ca/663/1/TSOUNGUI_Felix.pdf; http://espace.etsmtl.ca/663/2/TSOUNGUI_Felix%2Dweb.pdf

Le présent projet a pour but d'établir une méthode robuste pour évaluer les propriétés mécaniques des joints brasés d'alliages aéronautiques en tension-cisaillement et d'en établir les mécanismes de mpture en fonction des caractéristiques physiques et les microstmctures des joints. Les principaux facteurs étudiés sont : la longueur de recouvrement, l'épaisseur du joint brasé (aussi appelée gap), l'épaisseur du métal de base, le ratio du recouvrement par rapport à l'épaisseur du métal de base et les microstructures des joints (avec et sans eutectiques). Leurs effets sur les propriétés mécaniques et les mécanismes de rupture ont été analysés et mis en évidence. Le brasage a été effectué selon la spécification AMS 2675 en utilisant l'alliage AWS BNi-2 comme métal d'apport et l'Inconel 625 comme métal de base. Les tests de traction ont été conduits conformément à la norme ASTM E08-4 et les résultats ont été exploités selon la norme AWS C3.2 et suivant certains modèles analytiques. Les résultats obtenus montrent que la présence d'eutectiques dans les joints brasés diminue considérablement leur résistance mécanique et leur ductilité. Pour des recouvrements typiques de production, voisins de 4 mm (0.150 pouce), les joints brasés sans eutectiques apparaissent nettement plus résistants que ceux avec eutectiques. L'on note une amélioration de l'ordre de 50% et 25% des joints avec des gaps respectivement large et petit. De plus, au delà d'un ratio de recouvrement par rapport à l'épaisseur de métal de base de 2, environ 90% des propriétés mécaniques du métal de base en tension pure sont atteintes. Pour tous les joints testés, il a été observé que l'amorce de fissures se produisait toujours à la surface des filets, très précisément dans la zone eutectique. La propagation quant à elle semble ne dépendre que du recouvrement et de la présence ou non d'eutectiques. La présence d'une zone eutectique continue semble faciliter la propagation des fissures dans le joint sans plasticité, tandis qu'à l'opposée, la phase y-nickel libre d'eutectiques semble ductile et non propice à la propagation de fissures, même pour des joints très courts. Ainsi, les joints sans eutectiques ont tendance à rompre dans le métal de base, en présentant un comportement ductile qui pourrait permettre une application structurelle. Une étude complémentaire a été réalisée à la fin de ce projet. Elle a permis de comparer les propriétés mécaniques des joints brasés à celles du métal de base usiné en recouvrement simple. Les résultats obtenus montrent que les joints brasés totalement dépourvus d'eutectiques ont des propriétés mécaniques similaires à celles du métal de base. L'absence totale d'eutectique augmente la résistance mécanique et la ductilité d'un joint brasé de respectivement 40% et 60% par rapport au métal de base.