Mémoires de Fin d’Etudes
Etablissement
Université de Annaba - Badji Mokhtar
Affiliation
Département de Mécanique
Auteur
TAâMALLAH, Ouahiba
Directeur de thèse
Hamadache H. (Maitre de conférence)
Filière
Génie Mécanique
Diplôme
Magister
Titre
Effet des traitements mécaniques de surface (TMS) sur l’écrouissage et la ténacité d’un acier
Mots clés
Produits sidérurgique, Aciers pour construction, Recueil de normes françaises, 1988.
Résumé
Le Matériau à l’état de livraison présente des caractéristiques de base généralement insuffisantes pour lui conférer une bonne résistance mécanique (dureté, fatigue, usure…,). Bien souvent on recourt aux traitements thermiques (TTH) pour améliorer les caractéristiques physiques et l’usinabilité du matériau. Dans les deux cas, l’indice technique est souvent acquis au détriment de l’indice économique de la production. Pour allier un indice technico-économique, les techniques de fabrication actuelles font appel de plus en plus à des procédés modernes de mise en forme tels que les traitements mécaniques de surface (TMS) qui opèrent par phénomène d’écrouissage. Ces TMS qui mettent en oeuvre une déformation plastique des couches superficielles des matériaux, modifient leurs propriétés de base. Les propriétés mécaniques des métaux et alliages sont d’un grand intérêt puisqu’elles conditionnent non seulement les problèmes de mise en forme des matériaux mais également leur comportement en service dans des applications industrielles extrêmement diversifiées. Le choix du matériau d’une pièce industrielle dépendra des propriétés mécaniques tel que : résistance, dureté, ductilité. Il est donc nécessaire de mesurer ces grandeurs physiques par des essais mécaniques. Le brunissage est un traitement mécanique de surface qui allie plusieurs effets bénéfiques aux deux nuances d’acier étudiés. L’application du brunissage à la bille ou à la pointe favorise une meilleure rugosité par rapport au tournage. De plus, il permet de consolider les couches superficielles par phénomènes d’écrouissage. Les effets optimaux sont en relation étroite avec les paramètres du traitement et la partie active du dispositif. Avec une amélioration de 78% sur la rugosité, Le brunissage peut être défini comme une opération de finition dans la gamme d’usinage. Grâce à un gain de 44% sur le taux de consolidation, ce traitement constitue un procédé efficace pour la consolidation des matériaux. Ces effets sont affectés par plusieurs facteurs. Les facteurs V, f, P, r et i ont les effets les plus significatifs aussi bien sur la rugosité que sur la dureté. Le brunissage à la bille ou à la pointe conduit à consolider les couches superficielles des deux nuances 100C6 et 16NC6 par écrouissage. Pour chaque nuance d’acier et son 110 traitement mécanique, la courbe rationnelle de traction a été tracée. La loi de Lüdwick permet de mieux tracer la courbe d’écrouissage. Pour les deux nuances, une loi d’écrouissage du matériau est établie. Les résultats montrent que les effets optimaux du brunissage sont étroitement liés à la forme et le matériau de la partie active du dispositif ainsi qu’à l’aptitude à la déformation plastique superficielle du matériau à traiter. Pour l’acier 100C6, ces résultats traduisent un coefficient d’écrouissage et un taux de consolidation respectivement de 0,513 et de 44 par rapport aux couches superficielles mises en oeuvre par tournage. Lors du traitement de l’ acier 16NC6, le coefficient d’écrouissage est de l’ordre de 0,29. Les essais de microdureté caractérisent bien la profondeur écrouie par brunissage. La couche affectée par l’écrouissage peut atteindre jusqu’à 0,4 mm. La simulation des essais est d’une grande importance pour fournir les détails à l’échelle locale du matériau. Les courbes de traction conventionnelle fournissent une indication satisfaisante sur la ténacité des matériaux 100C6 et 16NC6. Une simulation des courbes de traction a révélé une bonne concordance des résultats expérimentaux et de simulation des deux aciers. Ce travail ouvre des perspectives de recherches futures tels que : - L’étude des contraintes résiduelles induites par le brunissage - La résistance à la fatigue après les TMS - Une simulation du brunissage avec plus d’investigation du domaine d’écrouissage.
Date de soutenance
2012.
Cote
620,1 Taâ.
Pagination
115 f.
Illusatration
fig.
Format
30 cm.
Statut
Soutenue