L'alliage 718 est un superalliage à base de nickel très utilisé par l'industrie dans la mesure où il offre de nombreuses latitudes en termes d'optimisation de propriétés en regard des conditions d'utilisation. L'industrie aéronautique, plus particulièrement les motoristes comme SNECMA, l'utilise pour réaliser les disques de turbine des turboréacteurs. Ces disques sont forgés puis subissent un traitement thermique dit « Direct Aged » qui confère à l'alliage les propriétés mécaniques requises pour cette application. Cependant, lorsque l'on dépasse 550°C, l'alliage 718 présente, en fonction de son histoire de fabrication, une sensibilité plus ou moins importante à la fissuration assistée par l'oxydation. Cette étude se propose donc d'aborder la problématique de l'amorçage de fissures dans diverses conditions de chargement pour la microstructure DA. Pour mener ce travail, une géométrie inhabituelle d'éprouvette est utilisée : l'éprouvette en V. Celle-ci permet de localiser la déformation en surface dans des conditions de triaxialité des contraintes proches de celles rencontrées dans certains composants. Afin de découpler l'action de l'oxydation de celle liée à la sollicitation, un dispositif expérimental de traction sous air et sous vide a été employé. Une analyse systématique par microscopie électronique à balayage des surfaces sollicitées a été menée pour localiser et quantifier l'amorçage. Celui-ci se produit sur deux types de site, les carbures/carbonitrures et les joints de grains. Grâce à une approche quantitative, les conditions expérimentales conduisant à un mode d'amorçage privilégié ont pu être déterminées. Les résultats obtenus montrent l'intérêt de la géométrie d'éprouvette en V pour favoriser et quantifier l'amorçage des fissures. Ces résultats semblent mettre en évidence une inhibition de l'amorçage de fissures intergranulaires par l'oxydation dans l'alliage 718 DA, ce qui correspond à un comportement original pour un alliage 718. La microstructure particulière des joints de grains de l'alliage 718 DA semble être à l'origine du comportement spécifique observé. / Alloy 718 is a nickel-based superalloy widely used in the industry insofar as it provides many options in terms of properties optimization in view of using conditions. Aeronautics industry, more specially aircraft engine manufacturer like SNECMA, uses this alloy to manufacture disks of turbojet engine. These disks are forged then aged by a specific thermal treatment called ?Direct Aged? (DA) in order to achieve needed mechanical properties for this application. However, above 550°C, the alloy 718 is known to be relatively sensitive to oxidation assisted intergranular cracking, depending upon its fabrication history. This study therefore proposes to investigate crack initiation problems in various loading conditions for DA alloy 718. To carry out this work, uncommon samples are used: V-shape specimens. This geometry allows localizing strain at the sample surface under conditions of stress triaxiality similar to those endured in real components. Tests were both conducted under air or under vacuum to understand the effect of oxidation on crack initiation. A systematic analysis of the stressed samples, using scanning electron microscopy, was performed to observe and quantify crack initiation. Cracks initiate on two types of sites, carbides/carbonitrides and grain boundaries. Thanks to a quantitative approach, experimental parameters which determine crack initiation mode have been identified. Experimental results have shown the advantage of the V-shape specimen geometry to promote and quantify crack initiation. In addition, these results highlight that intergranular crack initiation seems inhibited by oxidation in DA alloy 718, which is corresponding to an unusual behavior for an alloy 718. The microstructure near grain boundaries appears to cause this specific behavior.

Les motoristes aéronautiques doivent répondre à de nouvelles demandes de certifications en tolérance aux dommages. Ils doivent en particulier démontrer que la présence de petites anomalies de surface, pouvant être introduites lors d’opérations de maintenance, ne mène pas à la rupture des pièces les plus critiques de leurs moteurs. Cette étude concerne la caractérisation de la nocivité d’anomalies de surface de type rayure et choc sur la tenue en fatigue du superalliage à base Nickel Inconel 718 sous sa version Direct Aged. Une campagne d’essais expérimentaux a permis d’évaluer l’influence de la contrainte maximale, de la température, du type et de la profondeur des anomalies de surface sur leur durée de vie en fatigue. Une étude expérimentale et numérique approfondie de la méthode de suivi de la différence de potentiel a conduit à une bonne maîtrise de cet outil de détection de l’amorçage et de suivi de la fissuration. Son utilisation a ainsi révélé que l’amorçage de fissure est très rapide à partir de rayures et de chocs mais que la vitesse de propagation dans les premiers stades de fissuration est ralentie. Des essais spécifiques ont alors été développés pour identifier la source physique des phénomènes observés. L’utilisation d’un traitement thermique a notamment permis de mettre en avant l’influence prédominante des contraintes résiduelles de compression générées lors de l’introduction des anomalies. Différentes méthodes expérimentales et numériques ont été testées pour les quantifier et des pistes de modélisations ont été mises en avant pour prédire de manière fiable la durée de vie en fatigue d’anomalies de surface de type rayure et choc. / Aircraft engine manufacturers have to meet with new certification requirements in damage tolerance. In particular they have to demonstrate that the presence of small surface anomalies introduced on engine parts during maintenance operations in critical areas do not lead to failure during service life. This study was undertaken to characterize the harmfulness of scratch and dent type surface anomalies on the fatigue life of the Nickel based superalloy Direct Aged Inconel 718.The influence of maximal stress, temperature, type and depth of surface anomalies was evaluated in a large series of experiments. An experimental and numerical in-depth study of the potential drop technique led to a good control of this tool and allowed to efficiently detect crack initiation and to measure the crack propagation. Indeed, the use of this technique has revealed that the crack initiation from scratches and dents is very rapid but that the first stages of crack growth are delayed.Specific tests were then performed to identify the physical origin of the observed phenomenon. A heat treatment was used to show that the compressive residual stresses created during the introduction process of surface anomalies have a great influence on the fatigue life. Different experimental and numerical techniques were used to quantify these residual stresses and some directions were identified to establish a new model able to predict the fatigue life of scratch and dent type surface anomalies.