Caractérisation et comportement mécanique de placages bimétalliques
par Patrick Flahaut
Thèse de doctorat en Sciences des matériaux
Sous la direction de Jacques Foct.
Soutenue en 1995
à Lille 1 .
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Résumé
Les aciers plaques sont largement employés dans les industries à la fois pour améliorer la résistance à la corrosion et les propriétés mécaniques et pour en diminuer le coût. Néanmoins, des inconvénients peuvent subvenir à cause de la diffusion atomique à travers l'interface, et aussi par la présence de défauts au niveau de cet interface. Cette étude concerne la caractérisation chimique et mécanique de l'interface dans le cas des placages acier inoxydable austénitique et acier à outils sur acier à bas carbone. Les placages sont réalisés par laminage à chaud. Il a été mis en évidence que la diffusion de part et d'autre de l'interface avait une grande importance. Une recarburation profonde de l'acier inoxydable dans le cas de placage inoxydable et une décarburation de l'acier à outils dans le cas du placage acier à outils ont pu être vérifiées. La propagation de fissure est observée pendant des essais de fatigue en flexion 3 points : une propagation perpendiculaire à l'interface est observée dans le cas du placage acier inoxydable tandis qu'on constate une large délamination entre l'acier à outils et l'acier au carbone. De manière à essayer de comprendre ce comportement, nous avons déterminé les contraintes résiduelles par une méthode de relaxation en utilisant la dissolution chimique. Une très nette transition a pu être mise en évidence au niveau de l'interface. Dans le cas du placage acier à outils, la délamination au niveau de l'interface est interprétée en calculant les contraintes en fond de fissure (modèle élastique de Westergaard), sur la base du modèle des éléments finis dans le cas d'un comportement élastoplastique. La déformation plastique de l'acier à bas carbone permet de justifier l'augmentation des contraintes de cisaillement au niveau de l'interface avec l'acier à outils. Des propositions sont données de manière à améliorer les propriétés des plaqués. La mesure des contraintes résiduelles et son importance pratique sont également discutées.
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Titre traduit
Characterization and mechanical behaviour of metal platings
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