Contribution à l'étude d'un procédé de durcissementd'acier par jet de plasma d'arc

par David Dublanche

Thèse de doctorat en Sciences des matériaux céramiques

Sous la direction de Jean-François Coudert.


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  • Résumé

    Ce travail porte sur l'utilisation d'une torche a plasma d'arc pour la realisation de traitements de durcissement d'acier par trempe apres chauffage superficiel. Bien que le chauffage par induction soit principalement applique industriellement, d'autres techniques dites haute energie peuvent etre employees: le laser, le faisceau d'electrons ou la torche plasma. Apres avoir degage les potentialites du traitement a l'aide d'une torche plasma, nous avons montre la faisabilite du procede sur des eprouvettes cylindriques de deux nuances d'aciers. Ensuite, afin de pouvoir generaliser le traitement a des pieces en acier quelconques, nous avons concu une methode de determination du transfert thermique entre un jet plasma et un materiau. Cette methode est basee sur la minimisation de l'ecart entre les evolutions de la temperature superficielle d'eprouvettes calculees par un modele et celles mesurees. Notre modelisation a porte sur le chauffage d'une piece cylindrique en rotation a vitesse elevee. Nous avons alors ecrit un programme informatique de resolution numerique, selon la methode des volumes de controle, de l'equation de la chaleur en mode transitoire et en deux dimensions. Pour differentes conditions d'essais, apres mesure de la temperature du plasma, nous avons determine les autres parametres du transfert thermique (coefficient d'echange, rayon du plasma a l'impact, forme du profil de temperature du plasma) par ajustement de leurs valeurs introduites dans le calcul, de sorte que l'ecart entre temperature mesuree en surface des eprouvettes et temperature calculee soit minimise. Pour affiner la methode, nous avons aussi compare nos resultats avec ceux obtenus par une technique calorimetrique. Nous avons ensuite etabli la conformite entre les zones affectees thermiquement estimees grace au modele et celles observees. Apres analyse des experimentations modelisees nous avons determine l'influence des parametres de traitement. Le modele nous a enfin permis d'estimer de facon realiste la durete de pieces en acier autotrempant

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Informations

  • Détails : 247 p
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitre

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