Grenaillage de précontrainte d'un acier 27MnCr5 carbonitruré pour engrenages

par Song Van Wijk

Thèse de doctorat en Systèmes Mécaniques et Matériaux

Sous la direction de Manuel François.

Soutenue en 2011

à Troyes , dans le cadre de Ecole doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Troyes, Aube) .


  • Résumé

    Avec l’augmentation régulière de la puissance des moteurs automobiles, les boîtes de vitesses doivent transmettre des couples de plus en plus élevés tout en gardant une excellente résistance à la fatigue. Chez Renault, la carbonitruration suivie du grenaillage de précontrainte sont utilisés pour renforcer les performances des engrenages. L’objectif de cette étude est d’analyser l’influence des paramètres de grenaillage sur les propriétés mécaniques de l’acier 27MnCr5 et de développer une nouvelle méthode de mesure des contraintes résiduelles. L’effet du procédé sur les contraintes résiduelles a été étudié en utilisant la diffraction X. Un modèle analytique, utilisant la théorie des eigenstrains, a été ensuite mis en place pour distinguer quantitativement les contraintes dues à la plastification et à la transformation d’austénite en martensite. Les sources de variation de dureté après traitement ont été identifiées : les contraintes résiduelles, le biphasage et les modifications structurales de la martensite. Parallèlement, la méthode de la rainure incrémentale couplée avec l’interférométrie laser de speckle (ESPI) a été mise au point pour mesurer les gradients de contraintes résiduelles avec un protocole adapté à l’acier 27MnCr5 de dureté très élevée. Différentes sources d’erreurs potentielles ont été étudiées à l’aide de simulations numériques du processus de mesure. Enfin, un moyen de contrôle simplifié des contraintes est proposé, il permettra d’effectuer le contrôle qualité sur la chaîne de production

  • Titre traduit

    Shot peening treatment of a carbonitrided 27MnCr5 steel for gears


  • Résumé

    With the constant pressure to increase the power of automobile engines, the gearbox re-quires to transmit higher and higher torque while retaining an excellent resistance to fatigue. At Renault, carbonitriding followed by shot peening is used to enhance gears performance. The objective of this study is to analyse the influence of the process on the final mechanical properties of 27MnCr5 steel and to contribute to the development of new methods to measure residual stress. The effect of the process on residual stresses is studied through X-ray diffraction. An analytical model, using the eigenstrains theory, is pro-posed to separate quantitatively the stresses due to plasticity and to phase transformation from austenite to martensite. The measured hardness is separated into 3 contributions: residual stresses, multiphase structure and martensite structural changes. In parallel, the incremental groove machining method coupled with the electronic laser speckle pattern interferometry (ESPI) was developed to measure residual stresses gradients in carbonitrided and shot peened 27MnCr5 steel. Different sources of potential errors are studied through Finite Elements simulations of the measurement process. Finally, a simplified method is proposed to per-form quality control directly on the production workshop

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (202 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 191-202

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Université de Technologie. Service commun de la documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : THE 11 VAN
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.