Etude tribologique d'une fonte a graphite spheroidal avant et apres trempe laser. Application a la definition du traitement laser par points

par CONSTANTINA PAPAPHILIPPOU

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Michel Jeandin.

Soutenue en 1994

à Paris, ENMP .

mots clés

Résumé

Les traitements de trempe effectues par les nouveaux lasers de puissance, permettent d'obtenir des materiaux particulierement adaptes aux applications anti-usure. L'etude de l'amelioration de la fonte a graphite spheroidal (g. S. ) par ce type de traitement necessite d'abord des travaux de base sur son comportement tribologique. L'usure de la fonte g. S. Avant traitement suit un mecanisme tribochimique, constitue de quatre stades et caracterise par la formation de l'hematite. Le calcul de la temperature au contact montre que la temperature ne peut pas etre le seul facteur influencant cette formation. Pendant le dernier stade, l'usure par abrasion est le mecanisme le plus important. La deformation plastique de la surface s'observe seulement dans les sites vides des nodules de graphite. La fonte est tres sensible aux changements d'humidite et de parametres operatoires (vitesse de glissement, charge appliquee). La trempe par laser yag de haute puissance comme la classique trempe par laser a co#2 transforme la perlite initiale en martensite. La microdurete de la zone traitee est trois fois plus elevee que la microdurete initiale. Le recouvrement de passes successives pour le traitement d'une surface entiere produit un sur-revenu qui conduit a une chute de durete dans les zones de recouvrement. La rugosite apres traitement est identique a celle avant traitement. L'usure de la fonte apres traitement suit le meme mecanisme que celle de la fonte non traitee. Pendant le dernier stade d'equilibre, la fonte traitee resiste mieux a l'abrasion et a la deformation plastique. La fonte traitee est peu sensible aux changements d'humidite et de parametres operatoires. Sa superiorite est due a l'affinement et a l'homogeneisation de la microstructure par le traitement. En application de l'etude tribologique prealablement decrite, on a ete conduit a definir un type de traitement original dit par points reposant sur le traitement partiel de la surface selon un motif donne. Pour les conditions operatoires etudiees, le motif n'a pas d'influence sur l'usure. Le traitement, qui augmente la resistance a l'usure ne peut pas compenser l'effet benefique de l'oxydation des parties non-traitees de la surface

Titre traduit

A tribological study of a nodular cast iron before and after laser treatment. Application in the definition of laser spot treatment

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