Comportement mécanique de structures multicouches obtenues par co-laminage de tôles nanostructurées : essais et simulation
Auteur / Autrice : | Laurent Waltz |
Direction : | Delphine Retraint, Arjen Roos |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Systèmes mécaniques et matériaux |
Date : | Soutenance en 2009 |
Etablissement(s) : | Troyes |
Ecole(s) doctorale(s) : | Ecole doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Troyes, Aube) |
Résumé
De nombreuses études ont montré que les matériaux métalliques à grains nanométriques présentent des propriétés physiques, mécaniques et chimiques très souvent supérieures à celles de leurs homologues à taille de grains miscroscopique. Différentes technologiques de nanostructuration exploisant des principes physiques bien distincts ont vu le jour. Dans le cadre de cette thèse, la technique de nanocristallisation superficielle SMAT a été employée pour la génération d'une couche nanocristalline sur un acier inoxydable X2CrNiMo17-12-2 ainsi que sur un cuivre pur. Il a été montré que ce procédé permet d'atteindre un niveau de raffinement microstructural exceptionnel dans les couches superficielles des matériaux étudiés, et que ce dernier a pour effet une améioration de la tenue mécanique des matériaux SMATés. Un nouveau procédé a été proposé permettant d'augmenter la fraciton volumique des nanograins au sein du matériau, et ainsi améliorer sa tenue mécanique. Ce procédé, qualifié de procédé duplex, s'appuie à la fois sur le SMAT pour la nanocristallisation des matériaux, et sur le procédé de co-laminage pour générer une jonction entre les différentes tôles d'un empilement. Ainsi, des structures multicouches à haut niveau de nanocristallisation et à haute résistance mécanique sont obtenues. Ces tructures multicouches ont été caractérisées à travers divers essais mécaniques et une étude microstructurale fine. Un modèle éléments finis d'un acier inoxydable SMATé a également été développé