Cartographie des contraintes résiduelles

mesures non-destructives par diffraction des rayons X

La cartographie des contraintes résiduelles par diffraction X synchrotron offre une vision unique de l’état interne des matériaux, au-delà de ce que permettent les techniques conventionnelles.

Grâce à l’intensité et la précision du rayonnement synchrotron, il devient possible de mesurer localement les champs de contraintes avec une résolution exceptionnelle. Une telle approche permet de mieux comprendre les mécanismes de déformation, d’optimiser les procédés de fabrication et d’améliorer la fiabilité des composants dans des secteurs industriels exigeants.

La cartographie des contraintes résiduelles

  • Cartographie des contraintes résiduelles selon les 3 directions principales
  • Étude de l’évolution des contraintes au cours de traitements thermiques, mécaniques, chimiques ou de chargements cycliques
  • Identification, quantification  et suivi de phases cristallines sous contrainte
  L’apport unique du rayonnement X synchrotron
  • Mesures non-destructives, rapides et en profondeur
  • Expériences en conditions contrôlées (température, humidité, atmosphère) et dynamique en temps réel
  • Faisceau de rayons X intense, stable et hautement focalisé

La diffraction des rayons X pour la cartographie des contraintes résiduelles

La diffraction des rayons X  repose sur le principe selon lequel les contraintes mécaniques modifient légèrement les distances interatomiques au sein d’un réseau organisé (cristal).

Ces variations entraînent un déplacement mesurable des pics de diffraction (la loi de Bragg). Grâce à la brillance et à la résolution des faisceaux de rayons X synchrotron, il est possible d’atteindre une très bonne précision à l’intéreiur d’un objet sans le découper.

Grâce à son énergie et son intensité élevée, le faisceau de rayons X peut traverser des matériaux de forte densité sur des épaisseurs significatives (entre 10 et 15 mm pour le nickel, 30 à 40 mm pour l’acier ou le titane, et jusqu’à 70 mm pour l’aluminium) ou à géométrie complexe.

Pourquoi choisir la diffraction des rayons X synchrotron pour l’analyse des contraintes résiduelles ?

  • Inspection non-destructive en volume : des cartographies point par point sont réalisées à plusieurs profondeurs
  • Études dynamiques in situ : suivi de l’évolution des contraintes résiduelles sous conditionnement  mécanique, thermique ou chimique
  • Données exploitables : pour modélisation numérique, corrélation avec essais mécaniques, simulation de durabilité

Exemples d'analyses non-destructives

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