Influence d'un traitement de surface par choc laser sur la microstructure et les proprietes tribologiques en regime non lubrifie de materiaux metalliques poreux elabores par metallurgie des poudres

par Blanche Dalloz

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Michel Jeandin.

Soutenue en 1993

à Paris, ENMP .

mots clés

Résumé

Cette etude a porte sur une application potentielle du procede choc laser: la densification superficielle de materiaux poreux. Le choc laser a ete applique a des materiaux elabores par metallurgie des poudres (hoganas, distaloy ae) de differentes porosites initiales (comprise entre 9,6 et 21,1% vol. ). L'interaction laser-matiere induit une onde de choc dans le materiau et le densifie sur plusieurs centaines de microns par action purement mecanique. Le gradient de densite ainsi obtenu peut etre ajuste en jouant sur les parametres lies au procede et la porosite initiale des materiaux. L'effet de ces parametres sur le gradient de densite a ete quantifie par analyse d'images. Les courbes de densification correspondantes ont ete utilisees pour valider les resultats d'un modele de densification p-alpha introduit dans le code monodimensionnel shylac. La densification s'effectue exclusivement par deformation plastique de la matiere, aucune trace de fusion n'a pu etre observee. Le materiau est alors ecroui sur une profondeur correspondant au gradient de densite. Dans certaines conditions (taux de porosite initial eleve), une partie de l'austenite residuelle est transformee en martensite. L'etude de l'effet du traitement sur les proprietes tribologiques des materiaux poreux en regime non lubrifie a conduit a etudier les mecanismes d'usure de ces materiaux poreux (sur antagoniste alumine) avant traitement. Au-dela d'un certain seuil de porosite (environ 15% vol. ), la presence des pores permet d'ameliorer la resistance a l'usure en piegeant les debris et en diminuant ainsi l'abrasion. Une carte d'usure des mecanismes predominants en fonction de la porosite initiale a ete etablie pour le systeme tribologique etudie (distaloy ae poreux/alumine, frottement sec). Pour les echantillons dont la porosite initiale est superieure au seuil, le choc laser en reduisant la porosite deteriore la resistance a l'usure alors que pour les echantillons dont la porosite initiale est situee en deca de ce seuil, le choc laser ameliore la resistance a l'usure grace a l'ecrouissage

Titre traduit

Laser shock processing and its influence on microstructure and tribological properties under unlubricated wear of a metallic porous powder metallurgical material

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