Étude des mécanismes de fragilisation d'un acier inoxydable martensitique sous conditions extrêmes de refroidissement

par Constance Chanh

Projet de thèse en Sciences et génie des matériaux

Sous la direction de Anne-Françoise Gourgues-Lorenzon.

Thèses en préparation à Paris Sciences et Lettres , dans le cadre de Ecole doctorale Ingénierie des Systèmes, Matériaux, Mécanique, Énergétique (Paris) , en partenariat avec ENSMP MAT. Centre des matériaux (Evry, Essonne) (laboratoire) , MAT-Microstructure, Mécanique, Expérimentation - MIMEX (equipe de recherche) et de École nationale supérieure des mines (Paris) (établissement de préparation de la thèse) depuis le 15-03-2019 .


  • Résumé

    Parmi les différents critères pour l'évaluation des nouvelles nuances d'acier destinées à l'industrie automobile, la résistance mécanique des points soudés est cruciale, puisque le Soudage par Résistance par Point (SRP) est l'un des procédés les plus utilisés pour l'assemblage des structures automobiles. Malgré leurs nombreux avantages, les aciers inoxydables martensitiques ont tendance à donner des soudures fragiles du fait des vitesses de refroidissement très élevées impliquées dans le procédé de SRP. Ce travail vise donc à mieux comprendre les mécanismes de fragilisation induit par le SRP, en analysant l'effet des paramètres de soudage sur la microstructure finale et les propriétés mécaniques des soudures, pour une nuance donnée. Cela implique la caractérisation de la résistance en traction, du chemin de fissuration et de la microstructure de soudures formées par différents cycles de soudage. Ces résultats devront permettre de faire ressortir un modèle corrélant les performances aux caractéristiques des soudures. Ces caractéristiques, liées entre elles, étant : - l'état de contrainte d'une soudure pendant un essai de traction, qui implique la création d'un modèle MEF et la simulation thermomécanique des différentes régions de la soudure, - la microstructure finale du point soudé et sa séquence de transformation de phases, qui sont déterminées via des analyses chimiques localisées, de l'EBSD et des simulations de l'historique thermique.

  • Titre traduit

    Study of the embrittlement of a stainless martensitic steel under extreme cooling conditions


  • Résumé

    Among the various criteria used to evaluate a new steel grade intended for the automotive industry, spot weld strength is crucial as Resistance Spot Welding (RSW) is the most frequently used joining technique for car structures. Although they present many advantages, Martensitic Stainless Steels tend to form brittle spot welds, since RSW involves very fast cooling sequences. The work aims at finely understanding embrittlement induced by RSW, by analyzing the effect of the welding cycle parameters on the final microstructure and mechanical properties of the weld, for a given steel chemistry. This involves determination of cross tensile strength for spot welds issued from different cycles, of fracture paths and microstructural characteristics. The results are to be capitalized into a model correlating weld performance with spot weld characteristics, the interconnected characteristics being: - The mechanical state of the specimen during cross tension test, which involves the thermo-mechanical simulation of the different weld region, and the creation of a FE model, - The final microstructure of the specimen and its transformation history, which are to be determined by using local chemical analysis, EBSD and numerical simulation of local thermal history.