Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Les traitements de surface mécaniques sont réalisés en vue d’influencer un grand nombre de propriétés du matériau, comme la fatigue, l’amorçage, la propagation de fissures, la résistance à la corrosion. Ces traitements opèrent en modifiant l’état de surface de la pièce métallique, les contraintes résiduelles par le biais d’une déformation plastique hétérogène, et l’état microstructural par un écrouissage ou par une transformation de phase. Cet article détaille l’ensemble des paramètres impactant les résultats et les performances des matériaux.
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Auteur(s)
-
Jian LU : Professeur de la chaire de Génie mécanique - Department of Mechanical Engineering - The Hong Kong Polytechnic University
INTRODUCTION
Comme on l’a déjà vu dans le dossier Traitements de surface mécaniques[M 1 190], les traitements de surface mécaniques modifient essentiellement trois paramètres d’une pièce mécanique :
-
l’état de surface par le biais de l’écrasement du matériau ;
-
les contraintes résiduelles par le biais d’une déformation plastique hétérogène entre la surface et la sous-couche du matériau ;
-
l’état microstructural par un écrouissage ou par une transformation de phase du matériau traité.
Ces modifications vont donc influencer un ensemble de propriétés de matériaux associés à ces paramètres, on peut citer la fatigue, l’amorçage et la propagation de fissure, la résistance à l’usure, et la résistance à la corrosion et à la corrosion sous contrainte, etc. Dans les dossiers suivants, nous traiterons cas par cas le rôle bénéfique ou néfaste d’un traitement vis-à-vis d’une sollicitation donnée. Dans ce dossier, nous synthétisons uniquement les différences ou les points communs entre les différents traitements.
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Modification de l’état de surface. Contraintes résiduelles3. Conclusion
Les traitements de surface mécaniques sont une catégorie de traitements utilisés par les industries mécaniques, automobiles, aéronautiques et spatiales depuis très longtemps. Si les savoir-faire ont évolué au fil des années, l’intégration réelle des traitements de surfaces mécaniques dans la conception avancée est encore embryonnaire. Jusqu’à ce jour, ils sont encore considérés comme une gamme de procédés de secours pouvant être introduits à la fin de la chaîne de conception ou comme un traitement qui permet de prolonger la durée de vie d’un produit sur le marché sans passer par une nouvelle conception. Mais, grâce à la recherche accomplie des vingt dernières années, on dispose d’une panoplie complète d’outils de simulation de contraintes résiduelles et de la durée de vie en fatigue de pièces mécaniques associées. Les avances en méthodes d’analyse de contraintes permettent d’accéder à la distribution des contraintes résiduelles en profondeur. Cela est très important à la fois pour optimiser la gamme de procédés à appliquer et pour le contrôle du niveau des contraintes résiduelles dans une approche d’assurance qualité. Si aujourd’hui, le contrôle statistique n’est appliqué que sur quelques composants critiques dans l’industrie aéronautique, nucléaire et automobile, cette pratique tend à se généraliser. Il faut donc développer des moyens de contrôle rapides des contraintes résiduelles. Les méthodes utilisées industriellement (diffraction des rayons X et méthode du trou incrémental) ne sont plus suffisantes dans le futur. Des techniques de contrôles non destructifs (ultrasons, magnétiques et optiques) sont en cours de développement. Mais ces techniques, dans leur état actuel, utilisent des paramètres physiques qui ne dépendent pas uniquement de l’état des contraintes résiduelles dans les pièces, mais également de changements microstructuraux. L’utilisation de la technique des ondes de surface longitudinales constitue une avancée pour la recherche et permet d’utiliser un type d’onde [49] à [51]...
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Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ZHANG (H.W.), WANG (L.), HEI (Z.K.), LIU (G.), LU (J.), LU (K.) - Low-temperature plasma nitriding of AISI 304 stainless steel with nano-structured surface layer. - Z. Metalkund, 94 (10) : 1143-1147, oct. 2003.
-
(2) - LIEURADE (H.P.), CASTELUCCI (P.), FLAVENOT (J.F.), LU (J.) - Efficacité des traitements de parachèvement vis-à-vis de la résistance à la fatigue en fonction du type d’assemblages soudés. - Recueil de conférences, 12e Conférence nationale sur le grenaillage de précontrainte, CETIM Senlis (1991).
-
(3) - NIKU-LARI (A.), MENIEL (M.), BÉRANGER (G.) - Tenue à la corrosion sous contrainte d’un acier inoxydable, influence de l’état de surface. - CETIM Information, no 78, déc. 1982.
-
(4) - CARBONI (C.) - Influence de traitements mécaniques de surface (choc laser et grenaillage de précontrainte) sur la tenue à la corrosion localisée de l’acier inoxydable 316L. - Thèse de Docteur, 2002, Université de Technologie de Compiègne (2002).
-
(5) - HU (D.H.), CHOI (M.S.), LEE (D.H.), SONG (M.H.),...
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