Effet de l’extrusion coudée à aires égales sur l’emboutissabilité d’une tôle
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Date
2026-02-01
Authors
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Publisher
Université Badji Mokhtar Annaba
Abstract
La rupture prématurée de la tôle lors de la mise en forme par emboutissage est l’un des grands problèmes posés actuellement au niveau de l’industrie mécanique. Pour y remédier, diverses techniques ont été développées afin d’améliorer les propriétés mécaniques des alliages métalliques, notamment l’affinage des grains, qui permet d’augmenter la résistance mécanique tout en conservant une ductilité appréciable. Parmi ces techniques, l’extrusion coudée à aires égales (ECAP, Equal Channel Angular Pressing) se distingue comme une méthode efficace pour obtenir une microstructure à grains ultrafins par déformation plastique sévère. Cette thèse propose d’étudier l’effet de l’ECAP sur les propriétés mécaniques et microstructurales des tôles en acier produites par le complexe sidérurgique d’El-Hadjar et destinées à l’emboutissage. L’objectif est d’améliorer la résistance mécanique de ces tôles tout en évaluant leur emboutissabilité, une propriété essentielle pour leur utilisation industrielle. La méthodologie adoptée dans cette étude repose sur la conception et la réalisation d’une extrudeuse ECAP avec un angle interne Φ = 90° et Φ = 120°, permettant de traiter des tôles minces de dimensions 120 mm x 120 mm x 1.5 mm. Les tôles sont soumises à un nombre croissant de passes d’ECAP suivant différentes routes de déformation, puis caractérisées à l’aide d’une série d’essais expérimentaux. Ces essais incluent des mesures de microdureté, des analyses microstructurales par métallographie optique, par microscope électronique à balayage (MEB) et diffraction des rayons X (DRX), des essais de traction pour évaluer les propriétés mécaniques, ainsi que des essais d’emboutissage (essai d’Erichsen) pour déterminer la formabilité des tôles. Une simulation numérique par éléments finis, réalisée à l’aide du logiciel Abaqus, a été mise en œuvre afin d’interpréter les résultats expérimentaux présentant une contradiction aux prévisions théoriques. Les résultats obtenus montrent que le traitement par ECAP induit une amélioration significative des propriétés mécaniques des tôles en acier. La microdureté augmente de 64 %, tandis que la taille des grains est réduite de 70 %, conduisant à une microstructure à grains plus fins. Les essais de traction révèlent une augmentation de la limite d’élasticité (Re) et de la résistance maximale (Rm) et une diminution de l’allongement plastique (A%). L’essai d’Erichsen indique une légère réduction (10 %) de l’indice d’emboutissage (IE), suggérant que l’emboutissabilité reste acceptable malgré l’amélioration des propriétés mécaniques. L’observation au microscope optique à balayage (MEB) montre un changement du faciès rupture passant d’une rupture ductile avant ECAP à une rupture moins ductile après ECAP. Ces résultats mettent en évidence le potentiel de l’ECAP pour améliorer les performances des tôles en acier tout en répondant aux exigences industrielles en matière d’emboutissage.
Description
Keywords
écap; acier dc04; émboutissabilité; érichsen; microstructure; simulation