Effet des traitements mécaniques de surface (TMS) sur l’écrouissage et la ténacité d’un acier
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Date
2012
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Abstract
Le brunissage est un traitement mécanique de surface (TMS) qui met en évidence une
déformation plastique à froid des couches superficielles des pièces usinées.
En plus d’un éclat exceptionnel de l’aspect de surface caractérisée par une faible rugosité
et des tolérances de plus en plus serrées ; ce procédé conduit également à la consolidation
par écrouissage des couches superficielles.
Ce travail porte sur l’aspect physico-géométrique des couches superficielles des aciers
16NC6 et 100C6 ayant subi le traitement de brunissage par bille en acier dur ou par
pointe en diamant. Pour chaque nuance d’acier et son traitement mécanique, la courbe
rationnelle de traction a été tracée, et une loi d’écrouissage du matériau est établie.
Les résultats montrent que les effets optimaux du brunissage sont étroitement liés à la
forme et le matériau de la partie active du dispositif ainsi qu’à l’aptitude à la déformation
plastique superficielle du matériau à traiter. En combinant les couples outil-pièces ; les
couches superficielles traitées par brunissage offrent un bel aspect de surface d’une
rugosité allant jusqu’à 0,82 µm ; alors que le coefficient d’écrouissage évalué à partir des
courbes rationnelles de traction peut atteindre 0,398.
Ces résultats traduisent une amélioration de la rugosité et du taux de consolidation
respectivement de 78% et de 71 par rapport aux couches superficielles mises en œuvre
par tournage.
La simulation des essais de traction a été exécutée au moyen d’un logiciel à base
d’éléments finis ABAQUS, qui permet de comparer les courbes obtenues numériquement
avec les courbes expérimentales réalisées au labo. Les résultats de la simulation,
concordent plus ou moins avec ceux retrouvés expérimentalement, en admettant
l’existence d’erreurs liées aux conditions d’essai, matériau, manipulation,…