Analyse expérimentale de barres de précontrainte en acier S460N et de plaques galvanisées en acier S355K2+N

Experimental analysis of prestressed steel bars S460N and hot dip galvanized steel plates S355K2+N

• Auteur / Autrice : Wiem Toumi Ajimi
• Direction : Guillaume Montay, Delphine Retraint
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Systèmes mécaniques et matériaux
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Troyes
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Troyes, Aube)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dureté

Rayons X -- Diffraction

Contraintes résiduelles

Microstructure (physique)

Galvanisation

Acier de construction

Résumé

Ces travaux de thèse concernent la caractérisation expérimentale de barres et de plaques en acier de construction, laminées à chaud. L’influence d’un traitement de galvanisation à chaud a également été étudiée sur les plaques en acier. Pour ce faire, plusieurs techniques expérimentales ont été mises en oeuvre : la microscopie optique et électronique à balayage ont permis de caractériser la microstructure de l’acier et du revêtement de zinc ainsi que la proportion des phases en présence et leur taille des grains. La structure cristalline des différentes phases présentes dans le revêtement a été caractérisée par diffraction des rayons X. Des essais de micro-dureté Vickers ont permis d’évaluer la dureté dans les différents constituants des barres et plaques de l’étude. Les contraintes résiduelles présentes à la fois dans l’acier de construction et la couche de galvanisation ont été évaluées en mettant en oeuvre trois techniques différentes : la diffraction des rayons X, la méthode du trou incrémental (MTI) et la méthode ultrasonore. Une comparaison des résultats obtenus par ces trois techniques a été réalisée, chaque méthode donnant des informations complémentaires. Une corrélation entre les différents paramètres microstructuraux obtenus et les caractéristiques mécaniques évaluées a été entreprise. Une attention particulière a été portée à l’influence de l’épaisseur du revêtement de galvanisation sur les propriétés microstructurales et mécaniques de l’acier étudié

The following PhD work deals with the experimental characterization of hot rolled lowcarbon steel bars and plates, used for the construction of prestressed civil structures. The influence of hot-dip galvanizing treatment was also studied on steel plates. Several experimental techniques have been carried out: optical microscopy and scanning electron microscopy were used to characterize the microstructure of the steel substrate, as well as the phase proportion and their grain size within the zinc coating. The crystallographic structure of the phases present in the Zn coating were characterized by X-ray diffraction. Micro-hardness Vickers tests were used to evaluate the hardness in the various components of the bars and plates. The residual stresses in both substrate steel and galvanized layer were evaluated using three different techniques: X-ray diffraction, the incremental hole drilling method and the ultrasonic method. A comparison of the results obtained by these three techniques was performed, each method giving complementary information. A correlation between microstructural parameters and mechanical properties obtained was assessed. A particular attention has been focused on the influence of the galvanized coating thickness on the microstructure and mechanical properties of the low carbon steel