QUELS TRAITEMENTS POUR ACCROÎTRE LA DURABILITÉ MÉCANIQUE DES MATÉRIAUX

Le jeudi 26 novembre dernier, une trentaine de personnes issues tant du milieu industriel qu’académique, ont participé à la journée ‘Quel traitement pour accroître la durabilité mécanique des matériaux’, organisée par la section France-Nord/Belgique.

Cette journée s’est déroulée dans les locaux du centre de formation FOREM PIGMENTS, à Strépy-Bracquegnies, mis gracieusement à la disposition du bureau local par Mme Hilda de Boeck, directrice de ce centre.

Les exposés présentés ont abordé des sujets aussi divers que l’amélioration de la qualité des aciers par des moyens d’élaboration, l’influence des traitements de surface sur la résistance à la fatigue, les traitements thermiques par induction, le renforcement de surface par des méthodes mécaniques et les aciers anti-usure.

La journée a été ouverte brillamment par un exposé de Claude Leroux retraçant l’ensemble des méthodes qui permettent d’améliorer les propriétés mécaniques des matériaux métalliques et les exposés ont donné lieu à des discussions d’un grand intérêt technique que les participants ont d’ailleurs poursuivi pendant le repas pris en commun, ainsi que durant la visite des locaux du centre de formation, spécialisé dans le domaine du traitement de surface (PIGMENTS = Peinture Industrielle, Galvanoplastie, Métallisation, Environnement, Traitement de Surface).

 Présentation des conférences :

1. Les méthodes pour améliorer les propriétés mécaniques.
   En introduction Claude Leroux a présenté un panorama des solutions apportées par les traitements thermiques pour améliorer les propriétés mécaniques soit en termes de résistance à la rupture et à la fatigue soit en termes d’adoucissement et d’amélioration de la plasticité. Les différents modes de durcissement ont été rappelés : durcissement direct par trempe (cas des alliages fer-carbone, dans ce cas il faut tout particulièrement insister sur l’importance du taux de martensite après trempe et avant revenu.), durcissement par précipitation directe ou indirecte.

2. Amélioration des caractéristiques mécaniques par les moyens d’élaboration et de structure : Applications aux aciers à outils pour travail à chaud.
   Thierry Loreille (Aubert et Duval) a fait une présentation complète sur l’apport des moyens d’élaboration et de la structure sur les performances des aciers et l’application aux aciers à outils pour travail à chaud (5% Cr, type H11 et H13). Les différentes filières d’élaboration de l’acier ont été rappelées, de la fusion à la coulée continue ou coulée lingot en insistant plus particulièrement sur les moyens d’affinage par refusion (vide, ESR,) la recherche d’un niveau d’impuretés très faible (désulfuration).

3. Solutions de renforcement mécanique de surface pour augmenter la durée de vie des pièces métalliques.
   Axel de Lavernhe (WINOA) a traité le cas des renforcements mécaniques par les techniques de grenaillage, les différentes techniques selon les objectifs recherchés et les matériaux ont été présentées, en consacrant un focus sur les nouvelles techniques de texturation par peening (micro et nano), leurs effets sur les caractéristiques et réactions thermochimiques.

4. Modifications de surface pour améliorer la résistance à la fatigue.
   Elie Saül Puchi de l’université de Lille Valenciennes, a consacré sa présentation aux mécanismes d’amorçage en fatigue selon les types de traitements superficiels et revêtements : revêtements électrolytiques (type Cr), PVD (type TiN), HVOF (WC-Co), anodisation d’alliages d’aluminium, couches nitrocarburées, couches cémentées renforcées par grenaillage. Selon la morphologie des couches (colonnaire ou lamellaire, éventuellement microfissurée), les répartitions de contraintes résiduelles, le milieu, les amorçages se font par exemple soit en extrême surface soit en sous-couche. Des tentatives d’explication sont proposées.

5. Les aciers anti-usure : la résistance à l’abrasion ne suffit plus.
   Présentation par Céline Vanwijlsberghe (NLMK), d’une aciérie belge, produisant des aciers de construction soudables à haute limite élastique (700 à 960 MPa) et résistants à l’abrasion (400 à 500HB). L’élaboration permet d’atteindre un niveau de soufre < 0,002%, après métallurgie secondaire et coulée continue, le laminage combine un quarto et un TFT, il permet d’atteindre des structures fines <20 µm, et des valeurs de résilience de 35 J à -40°C.

6. Introduction au traitement par induction
   par L. Koenig SF Induction, présentation générale sur l’induction appliquée aux traitements superficiels, le choix des paramètres, le calcul rapide du couple inducteur – puissance (choix de la puissance spécifique selon la fréquence du courant) à l’aide d’abaques selon la conception du circuit d’alimentation.