Modélisation et étude expérimentale des cinétiques de revenu/autorevenu d'aciers trempés : prévision des contraintes résiduelles de trempe dans un acier cémenté en incluant l'autorevenu

par Cécile Aubry

Thèse de doctorat en Science et ingénierie des matériaux métalliques

Sous la direction de Sabine Denis et de Pierre Archambault.

Soutenue en 1998

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL .


  • Résumé

    La prévision quantitative des contraintes résiduelles de traitement thermique nécessite la modélisation et le calcul des champs de température, des transformations de phases et de l'évolution des contraintes et des déformations au cours du traitement. Si de nombreux travaux portent sur le traitement de trempe, l'incidence de l'autorevenu et du revenu de la structure trempée a été peu étudiée. Le but de ce travail est d'analyser les conséquences de l'autorevenu de la martensite sur la genèse des contraintes internes lors de la trempe de pièces cémentées. Nous avons développé un modèle de calcul des cinétiques de transformations de phases au cours du revenu et de l'autorevenu, basé sur la connaissance des cinétiques isothermes (diagrammes TTT de revenu). Le revenu est décrit par trois transformations : la précipitation des carbures de transition, la décomposition de l'austénite résiduelle et la transformation des carbures de transition en cémentite. L’autorevenu est associé uniquement à la précipitation des carbures de transition. Une validation expérimentale de ce modèle est décrite dans le cas de l'acier 70MC5. Elle a consisté à établir expérimentalement, par dilatométrie et résistivimétrie, un diagramme de transformations au chauffage continu, à en déduire le diagramme TTT de revenu. Nous avons ensuite comparé les cinétiques et les courbes dilatométriques expérimentales et calculées pour différentes conditions de chauffage. Ce modèle métallurgique a été intégré dans le modèle de prévision des contraintes résiduelles de traitement thermique déjà développé au laboratoire. Nous avons de plus pris en compte les variations de densité provoquées par l'autorevenu de la martensite. Le calcul complet a été appliqué au cas de cylindres d'acier 27MC5 cémentés et trempés dans différents fluides (huile à 50°C, huile à 160°C, gaz (azote)) afin d'obtenir différents niveaux d'autorevenu de la martensite. Du point de vue expérimental, nous analysons les différences entre ces traitements, en comparant les évolutions de température, les résultats métallurgiques (microstructures, duretés, teneurs en austénite résiduelle) et les résultats mécaniques (profils de contraintes résiduelles). La genèse des contraintes internes est analysée à l'aide de la simulation numérique, en relation avec la chronologie des différentes transformations de phases. L’effet de l'autorevenu est précis. La comparaison entre résultats expérimentaux et numériques fait ensuite l'objet d'une discussion.

  • Titre traduit

    Modelling and experimental study of tempering / selftempering kinetics in quenched steels. Prediction of quenching residual stresses in case hardened steel including selftempering


  • Pas de résumé disponible.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (211 p.)
  • Annexes : 62 réf.

Où se trouve cette thèse ?