Imprimer

Résumé thèse Christophe DAFFOS

-A +A

Endommagement des outillages de forgeage traités par nitruration. Étude et Modélisation

 

Christophe DAFFOS - 21 janvier 2004

La durée de vie des aciers est limitée par les endommagements qui se développent en surface et dans le matériau au cours des cycles. En surface, les interactions avec l'environnement sont responsables des mécanismes de fissuration et de l'amorçage des fissures principales. Les cinétiques d'oxydation cyclique et statique ont été calculées. Dans le même temps le matériau soumis à l'effet simultané de la température et de la contrainte connaît des évolutions microstructurales fortes. Outre son comportement particulier sous l'effet de contraintes cycliques et de températures élevées, les couches de nitruration connaissent de fortes évolutions chimiques et physiques en conditions de tests. L'utilisation d'un renforcement thermochimique de surface (nitruration) limite le développement de l'oxydation en surface. Mais une déformation critique existe au-delà de laquelle les couches d'extrême surface se rompent très rapidement.

Deux modèles de la prédiction de la durée de vie ont été proposés compte tenu des conditions de tests en laboratoire (elles reproduisent les sollicitations réelles que subit la pièce en service) Le premier reprend la formulation de Manson Coffin mettant en jeu la déformation plastique. Le second décrit de manière précise les mécanismes de fissuration depuis l'amorçage jusqu'à la rupture en passant par la propagation. Ce dernier autorise la prédiction de la durée de vie avec un facteur de moins de trois pour les sollicitations les plus complexes développées au laboratoire : la fatigue thermique. La validation de ces modèles a mis en jeu les résultats d'essais obtenus par d'autres laboratoires. De plus, la comparaison entre ces moyens de prédiction, permet de mieux cerner mes mécanismes mis en jeu. Ainsi, le modèle de Manson Coffin permet de prédire le nombre de cycles à propagation pour les types de tests utilisés.

Mots clés :
Fatigue thermomécanique, thermique, et isotherme, oxydation, dislocations, déformation plastique, amorçage et propagation, couche de nitrure.