Comportement mécanique et physico-chimique en flexion 4 points et en température des couches d'oxydes formées sur le fer et sur l'acier mi-dur

par Amine Makni

Thèse de doctorat en Mécanique Avancée et Applications

Sous la direction de Gérard Moulin et de Laurent Lahoche.

Soutenue en 2007

à Compiègne .


  • Résumé

    Ce travail s'intéresse aux problématiques rencontrées lors du laminage à chaud des tôles d'acier mi-dur. Les couches de calamine formées pendant ce procédé de mise en forme peuvent, en effet, être à l'origine de différents défauts de surface. Ceci est lié aux propriétés de ces calamines. Notre contribution porte donc sur le suivi du comportement mécanique et physico-chimique de ces oxydes développés sous atmosphères oxydantes humides. Suite à une étude mécanique réalisée à l'aide d'essais de flexion 4 points, nous avons déterminé une loi de comportement de la ferrite A ; il s'agit d'une loi de viscosité parfaite de type Norton qui caractérise le comportement mécanique du fer pur entre 500 et 800°C. L'analyse élémentaire des oxydes de fer montre une stabilité physico-chimique dépendante des conditions d'oxydation (nature de l'atmosphère, température et sollicitations mécaniques). En fait, la stabilité physicochimique de ces oxydes n'est assurée que lorsque l'acier est en phase Y ; cette stabilité est conservée après une sollicitation mécanique externe. Cette étude a également mis en évidence un rôle marqué de la nature de l'atmosphère de refroidissement sur la redistribution de l'oxygène dans les couches de calamine. L'influence de l'humidité est également étudiée vis-à-vis du comportement mécanique du système acier / calamine en flexion 4 points. La vapeur d'eau améliore les caractéristiques mécaniques de la calamine. Après sollicitation mécanique, deux modes d'endommagement des oxydes ont été observés : une fissuration transverse ou un décollement. Le mode d'endommagement dépend principalement de la température de sollicitation et de la nature de l'atmosphère.

  • Titre traduit

    Mechanical and physico-chemical behaviour in 4 point bending test and in temperature of oxide layers formed on iron and semi hard steel


  • Résumé

    This work is devoted to the problems met during the hot rolling of semi-hard steel sheets. The oxide layers formed during this working process can, indeed, induce various surface defects. These problems s are related to the oxide scale properties. Our contribution thus relates to the follow-up of the mechanical and physicochemical behavior of these oxides developed under wet oxidizing atmospheres. Following a mechanical study carried out using 4 point bending tests, we determined a behavior law of A-iron ; this is a law of perfect viscosity of the Norton type which characterizes the mechanical behavior of pure iron between 500 and 800°C. The elementary analysis of iron oxides shows a physicochemical stability which depends on the oxidation conditions (nature of the atmosphere, temperature and mechanical loading). In fact, the physicochemical stability of these oxides is assured on1y when steel is in the Y-phase; this stability is preserved after an external mechanical loading. This study also highlighted the role of the nature of the cooling atmosphere on the oxygen redistribution within the oxide layers. The influence of humidity is also studied with respect to the mechanical behavior of the steel / oxide system under 4 point bending. The water vapors improves the mechanical characteristics of the oxide scales. After mechanical loading, two damaging mechanisms of the oxides were observed : a transverse cracking or a delamination. The damaging mechanism depends mainly on the temperature during mechanical loading and the nature of the atmosphere.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (183 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 68 réf.

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  • Bibliothèque : Université de Technologie de Compiègne. Service Commun de la Documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2007 MAK 1700
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