Grippage des aciers inoxydables : influence de la nature des matériaux, de la microstructure et des traitements thermochimiques de surface

Galling in stainless steels : influence of materials nature, microstructure and thermochemical heat surface treatment

• Auteur / Autrice : Thibault Lesage
• Direction : Salima Bouvier, Pierre-Emmanuel Mazeran, Gérald Franz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique et Matériaux : Unité de recherche en Mécanique - Laboratoire Roberval (FRE UTC - CNRS 2012)
• Date : Soutenance le 23/05/2019
• Etablissement(s) : Compiègne
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Compiègne)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de recherche en mécanique acoustique et matériaux / Laboratoire Roberval

Mots clés

Mots clés contrôlés

Analyse multiéchelle

Microstructure (physique)

Frottement

Tribologie (technologie)

Traitements de surface

Surfaces (technologie) -- Analyse

Surfaces (technologie)

Traitement thermochimique

Acier inoxydable

Mots clés libres

Grippage

Caractérisation des surfaces

Galling

Stainless steel

Multi-scale analysis

Tribology

Microstructure

Thermochemical treatment

Friction

Surfaces treatment

Surfaces analysis

Résumé

Le grippage dans le cas des aciers inoxydables est un phénomène complexe nécessitant une approche multi-échelle et multi-physique. Les 6 nuances d’aciers inoxydables sélectionnées au cours de cette thèse (316L, 316LN, Nitronic60, AISI660, Uranus45N et 17-4PH) ont été étudiées à l’état de réception et après traitements thermochimique de surface de type S3P. Ces matériaux ont subi un essai de grippage selon la norme ASTM G98 et les échantillons qui en résultent ont été caractérisés selon une approche d’abord surfacique (évolution de la morphologie de la surface, observations MEB…) puis en volume, notamment par le biais de l’approche originale de la microstructure (EBSD, DRX et MET notamment). Cette thèse a ainsi permis d’étudier les différents mécanismes intervenant lors du grippage des aciers inoxydables ainsi que d’étudier l’impact de différentes microstructures et composition chimiques sur ce phénomène.

Galling is a complex phenomenon requiring a multi-scale and multi-physical approach. During this thesis, 6 stainless steel grades (316L, 316LN, Nitronic60, AIS1660, Uranus45N et 17-4PH) are studied, both untreated and after S3P thermochemical heat surface treatment. These materials are tested according to ASTM G98 galling test and resulting samples are then characterized. This characterization is at first realized on the surface (surface morphology evolution, SEM investigations...), then on the bulk material, consisting mainly into a microstructural characterization based on EBSD, XRD and TEM investigations. It results from this thesis a better comprehension of the galling mechanisms in the case of stainless steel. The various effects of material composition, microstructure and material properties in general are also discussed.