Caractérisation de couches cémentées en basse pression

Caracterisation of low pressure carburized steels

• Auteur / Autrice : Daniel Eyzop
• Direction : Jacky Lesage
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Lille 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matériaux -- Fatigue

Contraintes résiduelles

Métaux -- Traitement thermochimique

Cémentation (métallurgie)

Résumé

Les industries mécaniques emploient largement les traitements thermochimiques pour le durcissement superficiel des aciers. Le traitement de cémentation, par enrichissement de la surface en carbone suivi de trempe, améliore considérablement la tenue à l'usure sous charge et la résistance à la fatigue des pièces mécaniques. En cémentation gazeuse, l'utilisation d'une atmosphère sous basse pression présente le double avantage d'éliminer le risque d'oxydation interne et de diminuer la durée de traitement par rapport à la cémentation gazeuse classique. L'objectif de cette étude est de caractériser les couches cémentées obtenues pour divers traitements de cémentation classique et sous basse pression. Pour cela, les microstructures, les profils de carbone et de contraintes résiduelles sont établis. Les contraintes résiduelles sont déterminées par une méthode de relaxation utilisant la dissolution chimique.

Les résultats sont discutés en fonction des corrélations possibles entre ces différents paramètres. L'influence de l'austénite retenue ou des carbures est étudiée. Nous montrons, notamment, l'effet de la structure a cur sur le point d'annulation des contraintes. Pour quelques cas d'étude, on caractérise la résistance à la fatigue de flexion rotative par la détermination de la limite d'endurance et des paramètres de la loi de bastenaire. Modéliser la répartition des contraintes résiduelles après traitement de cémentation est l'objectif de nombre de chercheurs. Le but est d'intégrer ces contraintes résiduelles aux calculs prévisionnels de comportement de pièces mécaniques. Bien qu'il existe des modèles de calcul des contraintes résiduelles prenant en compte les effets thermiques mécaniques et métallurgiques, nous avons choisi de comparer nos résultats aux prévisions déduites de modèles simples, purement élastiques, bases sur les seules variations volumiques locales. L'intégration de l'effet d'un revenu à basse température complète cette approche. L'ensemble de ces résultats constitue une banque de données pour l'industriel et pour le chercheur et confirme l'intérêt du traitement de cémentation sous basse pression