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Résumé thèse Catherine Vergne

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Analyse de l'influence des oxydes dans le frottement d'une fonte pour outil detravail à chaud

 

Catherine VERGNE - 18 décembre 2001.

Le procédé de laminage à chaud permet l'élaboration de tôles ou de profilés, par écrasement d'une brame entre deux cylindres parallèles tournant en sensinverse afin d'en réduire l'épaisseur. Les couches d'oxydes créées en surface des cylindres jouent un rôle ambigu. D'une part, elles favorisent l'engagementpuis l'entraînement de la brame entre les cylindres. D'autre part, sous sollicitations thermomécaniques, elles peuvent générer des défauts en surfacedu laminé comme de l'outil.

L'objectif de l'étude a donc été la compréhension des mécanismes d'interaction oxydation - frottement entre deux matériaux représentatifs du laminage à chaud(brame, nuance de cylindre). La mise en place de cette étude au sein du CROMeP a vu la conception et la réalisation d'un tribomètre haute températurede configuration pion sur disque.

Cette étude a été abordée suivant trois domaines que sont l'oxydation, la thermique et la tribologie. Elle a mis en évidence une modification del'évolution du coefficient de frottement au cours d'un essai continu, avec l'apparition d'une phase transitoire, indépendante des conditions d'essaismais dépendante de la nature et du régime thermique du contact initial.

Les observations microscopiques des faciès d'usure, du pion comme du disque, ont conduit à l'élaboration d'un modèle phénoménologique décrivant lesmécanismes d'évolution des débris dans le contact.

Malgré une évolution des mécanismes d'endommagement, on ne note pas de modification significative du coefficient de frottement avec la charge et lavitesse. Cette non-évolution du frottement s'explique par l'établissement constant d'un contact oxyde sur oxyde (hématite/hématite).

Des analyses par diffraction des rayons X, réalisées sur le pion comme sur ledisque, dans les traces d'usure comme à l'extérieur de ces traces, ont ainsi mis en évidence l'évolution de la texture de croissance des couches d'oxydessuivant la profondeur de pénétration du faisceau RX et sous l'influence du frottement.