Les joints de grains sont largement distribués dans les cristaux métalliques et ont des impacts importants sur leurs propriétés mécaniques. Parmi eux, les joints de grains à angle élevé (HAGB) peuvent renforcer les matériaux métalliques, mais la concentration de contraintes au HAGB entraîne souvent des dommages par fatigue et des fissures. Compte tenu de la particularité de l'interaction entre les joints de macles (TB) et les dislocations, il convient de préciser si TB résiste ou non à la fissuration par fatigue.

Au cours des dix dernières décennies, le groupe de recherche du professeur Zhang Zhefeng de l'Institut de recherche sur les métaux (IMR) de l'Académie chinoise des sciences a mené des études systématiques sur les comportements de fissuration par fatigue de divers TB, et de nouveaux progrès ont récemment été publiés dans Progrès en science des matériaux .

Les chercheurs ont découvert que l'angle inclus entre le TB cohérent (CTB) et l'axe de chargement joue un rôle décisif dans l'endommagement par fatigue. Lorsque le CTB et l'axe de chargement ont une plage d'angle d'interaction de 20° à 70 degrés, les fissures de fatigue s'amorcent préférentiellement le long du CTB. Dans d'autres cas, les fissures de fatigue s'amorcent préférentiellement le long des bandes de glissement.

Lorsque le TB incohérent (ITB) est perpendiculaire à l'axe de chargement, les dislocations s'accumulent facilement au niveau de l'ITB, conduisant à la fissuration préférentielle au niveau de l'ITB. Lorsque l'ITB est parallèle ou incliné par rapport à l'axe de chargement, la compatibilité des déformations au niveau de l'ITB est meilleure et la fissuration par fatigue se produit préférentiellement le long de la bande de glissement.

La fissuration par fatigue à TB dans le polycristal est liée à l'énergie de défaut d'empilement (SFE) et à l'orientation. Plus le SFE est faible, plus la différence d'orientation entre les deux côtés de TB est grande, plus la fissuration par fatigue le long de TB est facile; et au contraire, la bande de glissement est plus sujette à la fissuration par fatigue. En termes de différence de facteur de Schmid (ΔΘ) et de SFE, un critère quantitatif de fissuration par fatigue a été établi.

Combiné avec des études antérieures sur les comportements de fissuration par fatigue de HAGB et de GB à faible angle (LAGB), il peut être déterminé que la résistance à la fissuration par fatigue de différents GB diminue dans un ordre de HAGB> TB> LAGB, tandis que la fissuration de TB dépend ou non de SFE et orientation cristallographique.