Génération de nanostructures par traitement de nanocritallisation superficielle SMAT sur matériaux métalliques et étude des propriétés mécaniques associées

par Thierry Roland

Thèse de doctorat en Systèmes mécaniques et matériaux

Sous la direction de Jian Lu et de Delphine Retraint.

Soutenue en 2006

à Troyes .


  • Résumé

    Ce travail s’inscrit dans l’étude d’un procédé nouveau pour la génération d’une couche superficielle nanostructurée en surface des matériaux métalliques. Basé sur un concept proche de celui d’un grenaillage ultrasons, ce procédé, connu sous le nom de « surface mechanical attrition treatment (SMAT) » repose sur un mécanisme de raffinement des grains en surface des matériaux, jusqu’à l’échelle nanométrique, par l’intermédiaire de déformations plastiques sévères et aléatoires. Pour cela, le matériau à traiter est impacté par de multiples projectiles, le plus généralement, des billes, qui sont lancés avec des directions complètement aléatoires à la surface du matériau. Il en résulte la formation d’une couche superficielle nanostructurée sur plusieurs dizaines de microns. Du fait de la très faible taille des grains (inférieure à 100nm), la nanostructure est caractérisée par une large fraction volumique de joints de grains qui lui confère des propriétés physiques, chimiques et mécaniques différentes et, en général, supérieures à celles de son matériau homologue uniquement composé de grains de taille classique. On peut ainsi suggérer que la nanocristallisation superficielle d’un métal va permettre de significativement améliorer l’ensemble de ses propriétés mécaniques

  • Titre traduit

    Generation of nanostructures using a nanocrystallinsation surface treatment SMAT on metallic materials and study of the associated mechanical properties


  • Résumé

    This work aims to study a recently developed process for the generation of a nanocrystalline surface layer on metallic materials. Based on a concept, close to which of ultrasonic shot peening, this process, known as “surface mechanical attrition treatment (SMAT)” is based on a gain refinement mechanism down to the nanometer scale obtained by severe plastic deformations. In this way, the material to be treated is impacted by shot, in general, perfectly spherical balls, launch with random directions at the surface of the sample. Consequently, a nanocrystalline surface layer with a thickness of several tens of micrometers is formed. Because of the very small grain size, nanocrystalline materials are structurally characterized by a large volume fraction of grain boundaries, which may significantly after their physical, chemical and mechanical properties in comparison with conventional coarse-grained polycrystalline materials and which have grain sizes usually in the range of 10-300um. Thus, it may be suggested that the transformation of the surface layer of metals into surface nanocrystalline layer may enhance their overall properties

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Informations

  • Détails : 1 vol. (249 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 239-249

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  • Bibliothèque : Université de Technologie. Service commun de la documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : THE 06 ROL
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