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Karaktärisering av stålplåt : Metallografi och kemisk analys / Characterization of steel sheet : Metallography and chemical analysis

Petersson, Rickard, Nilsson, Rebecca January 2017 (has links)
Studien har genomförts på ett antal stålplåtar från olika kulturhistoriska byggnader. När kulturhistoriskt värdefulla byggnader ska renoveras måste detta göras med så god kunskap som möjligt om byggnadens olika delar och de värden dessa representerar. Det problem som studien har ämnat att lösa har varit en bristande kunskap om historiska stålplåtar. Studien har därför utförts för att bidra med kunskap som kan användas när gamla byggnader ska renoveras.För att uppnå syftet att bidra med kunskap som kan vägleda renovering av kulturhistoriska byggnader har studiens mål varit att undersöka hur de olika plåtarna tillverkats och vilka resultat de processerna har fått.Detta har genomförts genom att utföra en metallografi på samtliga prover för att undersöka deras mikrostrukturer och få en förståelse för materialen. Även en kemisk analys av materialens innehåll har gjorts genom en optisk emissions spektroskopi.De resultat som hämtades från plåtarna visade hur stor skillnad det var mellan olika tillverkningsmetoder och deras konsekvenser. Genom att ha sett den mångfald av egenskaper som fanns bland plåtarna har slutsatserna dragits att det finns ett värde i att respektera de äldre materialen.Genom att vara medveten om att det kan finnas stora skillnader i materialen kan valet av plåt göras på ett bättre sätt. Under studiens gång blev det även uppenbart hur mycket historia som fanns lagrad i de gamla plåtarna som är viktig att ta vara på. / The study has been conducted on a number of steel plates from different buildings of cultural and historical value. When old, cultural buildings are to be renovated, it must be done with as much knowledge as possible about the different parts of the building and the values that they represent. The problem that the study has aimed to solve has been an inadequate level of knowledge in regards to historical steel plates. Because of this, the study has been conducted to contribute with knowledge that could be used when old buildings are to be renovated.To achieve the purpose of contributing knowledge to guide renovations of culturally and historically valuable buildings, the goal of the study has been to analyze how the different plates have been made and what the results of those processes were.This has been carried out by conducting a metallography on all of the samples to analyze their microstructures and to gain an understanding of the materials. A chemical analysis has also been conducted on the contents of the materials by using optical emission spectroscopy.The results showed how big of a difference there was between different manufacturing methods and their consequences. By discovering the diversity of the properties of the plates the conclusion has been drawn that there is value in respecting the values of the older materials.By being conscious of how large the difference is between different types of steel sheets, better decisions can be made during choice of steel sheet, and it is more obvious how much history that is stored within the old plates.
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Modélisation numérique thermo-viscoplastique du procédé de forgeage des métaux par l’Approche Pseudo Inverse / Thermo-viscoplastic numerical modeling of metal forging process by the Pseudo Inverse Approach

Thomas, Anoop Ebey 17 April 2019 (has links)
Le forgeage à chaud est un procédé de formage des métaux utilisé pour former des matériaux qui sont difficiles à former à froid ainsi que pour réaliser des géométries complexes. La réduction de la limite d’élasticité à haute température et une augmentation subséquente de l’aptitude à la mise en forme constituent le principal mécanisme à l’origine du procédé. Les méthodes numériques constituent un moyen efficace de prédire les états de contrainte / déformation du produit à différentes étapes de la mise en forme. Bien que les méthodes classiques soient suffisamment précises pour fournir une représentation appropriée du procédé, elles ont tendance à être coûteuses en ressources informatiques. Cela limite leur utilisation dans des cas concret, en particulier pour des études d’optimisation du procédé. L’approche pseudo inverse (API), développée dans le contexte du forgeage à froid 2D axisymétrique, fournit une estimation rapide des champs de contrainte et de contrainte dans le produit final pour une forme initiale donnée. Dans ce travail, l’API est étendue pour inclure les effets thermiques et visco-plastiques dans le procédé de forgeage ainsi que dans le cas général 3D. Les résultats sont comparés aux codes commerciaux disponibles basés sur les approches classiques pour montrer l’efficacité et les limites de l’API. Les résultats obtenus indiquent que l’API est un outil assez efficace pouvant être utilisé à la fois pour des simulations 2D et 3D du forgeage à chaud. / Hot forging is a metal forming process used to form difficult-to-form materials as well as to achieve complex geometries. The reduction of yield stress at high temperatures and a subsequent increase in formability is the primary mechanism that drives the process. Numerical methods provide an efficient means to predict the material yield and the stress/strain states of the product at different stages of forming. Although classical methods are accurate enough to provide a suitable representation of the process, they tend to be computationally expensive. This limits its use in practical cases especially for process optimization. Pseudo Inverse Approach (PIA) developed in the context of 2D axisymmetric cold forming, provides a quick estimate of the stress and strain fields in the final product for a given initial shape. In this work, the PIA is extended to include the thermal and viscoplastic effects on the forging process as well as to the general 3D case. The results are compared with commercially available software, based on the classical approaches, to show the efficiency and the limitations of PIA. The results obtained indicate that PIA is a quite effective tool that can be used for both 2D and 3D simulations of hot forging.
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Modélisation et optimisation des préformes du procédé de forgeage par Approche Pseudo Inverse / Modelling and optimization of preform forging process by Pseudo Inverse Approach

Halouani, Ali 30 May 2013 (has links)
Une nouvelle approche appelée “Approche Pseudo Inverse” (API) est développée pour la modélisation du procédé de forgeage à froid des pièces axisymétriques. L'API est basée sur la connaissance de la forme de la pièce finale. Certaines configurations intermédiaires « réalistes » ont été introduites dans l'API pour considérer le chemin de déformations. Elles sont créées géométriquement sans traitement de contact et ensuite corrigées par la méthode de surface libre afin de respecter l'équilibre, les conditions aux limites et la condition d'incompressibilité. Un nouvel algorithme direct de plasticité est développé, conduisant à une méthode d'intégration plastique très rapide, précise et robuste même dans le cas de très grands incréments de déformations. Un modèle d'endommagement en déformation, est couplé à la plasticité et implémenté dans l'API. Les validations numériques montrent que l'API donne des résultats très proches des résultats de l'approche incrémentale mais en utilisant beaucoup moins de temps de calcul.L'API est adoptée comme solveur du forgeage pour la conception et l'optimisation des préformes du forgeage multi-passes. La rapidité et la robustesse de l'API rendent la procédure d'optimisation très performante. Une nouvelle technique est développée pour générer automatiquement le contour initial d'un outil de préforme pour la procédure d'optimisation. Les variables de conception sont les positions verticales des points de contrôle des courbes B-spline définissant les formes des outils de préforme. Notre optimisation multi-objectif consiste à minimiser la variation de la déformation plastique équivalente dans la pièce finale et la force du poinçon au cours du forgeage. Un algorithme génétique et un algorithme de recuit simulé sont utilisés pour trouver les points d'optimum de Pareto. Pour réduire le nombre de simulations de forgeage, un méta-modèle de substitution basé sur la méthode de krigeage est adopté pour établir une surface de réponse approximative. Les résultats obtenus par l'API en utilisant les outils de préforme optimaux issues de l'optimisation sont comparés à ceux obtenus par les approches incrémentales classiques pour montrer l'efficacité et les limites de l'API. La procédure d'optimisation combinée avec l'API peut être un outil numérique rapide et performant pour la conception et l'optimisation des outillages de préforme. / A new method called “Pseudo Inverse Approach” (PIA) is developed for the axi-symmetrical cold forging modelling. The PIA is based on the knowledge of the final part shape. Some « realistic » intermediate configurations are introduced in the PIA to consider the deformation path. They are created geometrically without contact treatment, and then corrected by using a free surface method in order to satisfy the equilibrium, the boundary conditions and the metal incompressibility. A new direct algorithm of plasticity is proposed, leading to a very fast, accurate and robust plastic integration method even in the case of very large strain increments. An isotropic damage model in deformation is coupled with the plasticity and implemented in the PIA. Numerical tests have shown that the Pseudo Inverse Approach gives very close results to those obtained by the incremental approach, but using much less calculation time.The PIA is adopted as forging solver for the design and optimization of preform tools in the multi-stage forging process. The rapidity and robustness of the PIA make the optimization procedure very powerful. A new method is developed to automatically generate the initial preform tool shape for the optimization procedure. The design variables are the vertical positions of the control points of B-spline curves describing the preform tool shape. Our multi-objective optimization is to minimize the equivalent plastic strain in the final part and the punch force during the forging process. The Genetic algorithm and Simulated Annealing algorithm are used to find optimal Pareto points. To reduce the number of forging simulations, a surrogate meta-model based on the kriging method is adopted to build an approximate response surface. The results obtained by the PIA using the optimal preform tools issued from the optimization procedure are compared to those obtained by using the classical incremental approaches to show the effectiveness and limitations of the PIA. The optimization procedure combined with the PIA can be a rapid and powerful tool for the design and optimization of the preform tools.
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Intégration et optimisation de l'assistance a la mise en forme par vibrations / Integration and optimization of assisting forming process with vibrations

Khan, Armaghan 09 July 2013 (has links)
Le travail présenté intègre l'utilisation des vibrations mécaniques dans les procédés de mise en forme à froid des matériaux de comportement viscoplastique. Les avantages de procédé de mise en forme assisté par vibrations se mesurent par une réduction de l'intensité de la force de mise en forme, une diminution de la contrainte d'écoulement, la réduction du frottement entre l'outil et lopin, une distribution uniforme de la déformation viscoplastique et une amélioration de l'état de surface de la pièce finale. A cet effet, un modèle analytique avec une seule source de vibration a été développé pour le procédé de forgeage. Les vibrations sinusoïdale et triangulaire ont été intégrées dans le modèle et il se trouve que les vibrations triangulaire est plus avantageux comparer à les vibrations sinusoïdal a cause du contrôle sur le rapport cyclique. On observe également que les paramètres principaux qui contrôlent la réduction de la force de forgeage sont : le rapport de vitesse définie par l'amplitude de la vitesse de vibration et la vitesse moyenne de l'outillage et la sensibilité à la vitesse de déformation. Le modèle analytique a été validé au moyen des simulations éléments finis réalisés avec le code de calcul FORGE2011 ® et les essais expérimentaux en dispositif expérimentale de pot vibrant a été conçu et les essais ont été réalisé sur les machines Lloyd LR30K ou ZWICK / Roell 1200. L'étude a ensuite été enrichi avec les plusieurs sources de vibrations. L'étude cinématique montre que les vibrations multiples générés une onde progressive. Cette nouvelle cinématique a été intégrée dans un modèle numérique sur le code de simulation par éléments finis FORGE2011 ® pour étudier le forgeage assisté par plusieurs sources des vibrations. L'analyse de résultats montre une réduction considérable de la force de forgeage et de la contrainte de l'écoulement ainsi qu'une modification de la loi de frottement générer par le changement de la direction du vecteur de vitesse. / This work is focused on the application of mechanical vibrations in cold metal forming process for visco-plastic domain to improve it by obtaining mean forming load reduction, low stresses, less friction, uniform distribution of strains and good surface qualities. For this purpose, analytical model has been developed for vibration assisted forming process with single vibration source. Sinusoidal and triangular vibration waveforms have been integrated in these models and it is found that triangular vibration is more advantageous as compare to traditional sinusoidal due to the control on cycle duty time. It is also observed that the main parameters that control the amount of forging force reduction are: the speed ratio defined by the amplitude of the vibration speed over the mean speed of the die and the sensitivity to strain rate. Analytical model is verified with the help of Finite element simulations performed in FORGE2011 ® and experiments performed with the help of specifically design vibration pot and Lloyd LR30K Universal testing machine or ZWICK/Roell 1200. The scope of this work is further extended by the use multiple vibration sources in the metal forming process. Kinematic study is carried out and it is found that application of multiple vibrations generates progress wave. This kinematic is applied in FORGE2011 ® during the metal forging process with the help of generic press and the reduction in forging load has been observed along with reduction in stress in the material and the modification of the friction on the lower die due to the change in velocity vector direction.
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modélisation de la recristallisation lors du forgeage à chaud de l’acier 304L – une approche semi-topologique pour les modèles en champs moyens / Modeling of recrystallization during hot forging process of 304L stainless steel - A topological approach for mean-field models

Smagghe, Guillaume 07 February 2017 (has links)
Les pièces métalliques constituant le circuit primaire des installations nucléaires sont élaborées par forgeage à chaud. Pendant ce procédé, les transformations microstructurales induites par la déformation et les recuits déterminent une partie des propriétés mécaniques des produits finaux. L’orientation de la microstructure lors du processus de fabrication nécessite une connaissance précise des mécanismes physiques qui opèrent dans le matériau. Dans le cas de la déformation à chaud de l’acier austénitique 304L, ces modifications microstructurales dépendent de la recristallisation dynamique discontinue (DDRX) et de la recristallisation post-dynamique (PDRX). L’objet de ce projet est : (i) l’étude de la DDRX et de la PDRX dans les conditions de déformation du procédé de forgeage, (ii) l’étude de l’influence d’un ajout de niobium sur ces mécanismes, (iii) la modélisation de ces mécanismes afin de prédire les caractéristiques de la microstructure (moyenne et distribution de la taille des grains) à l’issue d’un procédé multipasses. Dans le cadre de l’étude, les conditions de déformation rencontrées lors du forgeage à chaud sont reproduites à l’aide d’essais de torsion sur des matériaux modèles contenant des teneurs en niobium différentes. La caractérisation et la modélisation des microstructures a permis de comprendre les effets respectifs de la température, de la vitesse de déformation ainsi que de l’ajout de niobium sur les mécanismes de la DDRX et de la PDRX. Dans cette étude, une nouvelle approche semi-topologique de l’hypothèse champs moyens est développée afin de permettre la prédiction de distributions de la taille de grain cohérentes avec les données expérimentales. / Cooling system of nuclear power plants is constituted of metallic parts obtained by hot forging. Thus during the manufacturing process, the microstructural trans- formations induced by the deformation and annealing process define partially the mechanical properties of the final products. A sharp knowledge of the physical mechanisms generated within the material is required to handle the microstructure. In the case of hot deformation of 304L austenitic stainless steel, the microstructural modifications depend on the discontinuous dynamic recrystallization (DDRX) and the post-dynamic recrystallization (PDRX). The aim of this project is: (i) the study of the DDRX and the PDRX under the conditions of deformation inherent in the forging process, (ii) the study of the influence of niobium addition on these mechanisms, (iii) the modeling of these me- chanisms in order to predict the microstructure characteristics (mean grain size and distribution) following a multipass process. As part of the research, the deformation conditions experienced during the hot forging process are replicated through torsion tests with model materials containing various niobium concentrations. Characterization and modeling of microstructures enable to understand the respective e ects of temperature, strain rate as well as niobium addittion on the DDRX and PDRX mechanisms. In this study, a new topological approach of mean-field hypothesis is developed in order to allow the prediction of realistic grain size distributions.
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Evolution of Microstructure and Texture during Severe Plastic Deformation of a Magnesium-Cerium Alloy

Sabat, Rama Krushna January 2014 (has links) (PDF)
Magnesium alloys have poor formability at room temperature, due to a limited number of slip systems owing to the hexagonal closed packed structure of magnesium. One possibility to increase the formability of magnesium alloys is to refine the grain size. A fine grain magnesium alloy shows high strength and high ductility at room temperature, hence an improved formability. In addition to grain refinement, the formability of Mg alloys can be improved by controlling crystallographic texture. Severe plastic deformation (SPD) processes namely, equal channel angular pressing (ECAP) and multi-axial forging (MAF) have led to improvement in room temperature mechanical property of magnesium alloys. Further, it has been reported that by adding rare earth elements, room temperature ductility is enhanced to nearly 30%. The increase in property is attributed to crystallographic texture. Many rare earth elements have been added to magnesium alloys and new alloy systems have been developed. Amongst these elements, Ce addition has been shown to enhance the tensile ductility in rolled sheets at room temperature by causing homogeneous deformation. It has been observed that processing of rare-earth containing alloys below 300°C is difficult. Processing at higher temperatures leads to grain growth which ultimately leads to low strength at room temperature. The present thesis is an attempt to combine the effect SPD and rare earth addition, and to examine the overall effect on microstructure and texture, hence on room temperature mechanical properties. In this thesis, Mg-0.2%Ce alloy has been studied with regard to the two SPD processes, namely, ECAP and MAF. The thesis has been divided into six chapters. Chapter 1 is dedicated to introduction and literature review pertaining to different severe plastic deformation processes as applied to different Mg alloys. Chapter 2 includes the details of experimental techniques and characterization procedures, which are commonly employed for the entire work. Chapter 3 addresses the effect of ECAP on the evolution of texture and microstructure in Mg-0.2%Ce alloy. ECAP has been carried out on two different initial microstructure and texture in the starting condition, namely forged and extruded. ECAP has been successfully carried out for the forged billets at 250°C while cracks get developed in the extruded billet when ECAP was done at 250°C. The difference in the deformation behaviour of the two alloys has been explained on the basis of the crystallographic texture of the initial materials. The microstructure of the ECAP materials indicates the occurrence of recrystallization. The recrystallization mechanism is identified as “continuous dynamic recovery and recrystallization” (CDRR) and is characterized by a rotation of the deformed grains by ~30⁰ along c-axis. The yield strengths and ductility of the two ECAP materials have been found quite close. However, there is a difference in the yield strength as well as ductility values when the materials were tested under compression. The extruded billet has the tension compression asymmetry ~1.7 while the forged material has the asymmetry as ~2.2. After ECAP, the yield asymmetry reduces to ~1 for initially extruded billet, while for the initially forged billet the yield asymmetry value reduces to ~1.9. In chapter 4, the evolution of microstructure and texture was examined using another severe plastic deformation technique, namely multi axial forging (MAF). In this process, the material was plastically deformed by plane strain compression subsequently along all three axes. In this case also two different initial microstructures and texture were studied, namely the material in as cast condition and the extruded material. The choice of initial materials in this case was done in order to examine the effect of different initial grain size in addition to different textures. By this method, the alloy Mg-0.2%Ce could be deformed without fracture at a minimum temperature of 350⁰C leading to fine grain size (~3.5 µm) and a weak texture. Grain refinement was more in the initial cast billets compared to the initial extruded billet after processing. The mechanism of grain refinement has been identified as twin assisted dynamic recrystallization (TDRX) and CDRR type. The mechanical properties under tension as well as under compression were also evaluated in the present case. The initially extruded billet has shown low tension compression asymmetry (~1.2) than cast billet (~1.9), after MAF. Chapter 5 addresses the exclusive effect of texture on room temperature tensile properties of the alloy. Different textures were the outcomes of ECAP and MAF processes. In this case, in order to obtain an exact role of texture, a third of deformation mode, rolling, was also introduced. All the processed materials were annealed to obtain similar grain size but different texture. A similar strength and ductility for ECAP and MAF, where the textures were qualitatively very different, was attributed to the fact that texture of both the ECAP and MAF processed materials, was away from the ideal end orientation for tensile tests. In chapter 7, the final outcomes of the thesis have been summarized and scope for the future work has been presented.
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Simulace zápustkového kování pomocí metody konečných prvků / A simulation of closed die forging using finite element method

Nytra, Michal January 2019 (has links)
Tato diplomová práce se zabývá výpočtovým modelováním zápustkového kování, které patří do metod objemového tváření zatepla. Cílem je změnit běžnou praxi tvorby výpočtových modelů ve specializovaných softwarech na bázi metody konečných prvků (MKP) a sestavit výpočtový model v MKP softwaru Abaqus. Pro výpočet jsou zde použity deformační varianta MKP a explicitní algoritmus. Řešenou součástí je ozubené kolo automobilové převodovky. V rámci práce je vytvořena rešerše z oblasti objemového tváření včetně specializovaných programů pro simulace procesů tváření. Dále jsou v práci uvedeny všechny konstitutivní vztahy pro popis elasto-plastického modelu materiálu s tvárným porušením. Následuje teorie přenosu tepla, jsou popsány všechny způsoby jeho realizace s jejich matematickými formulacemi včetně metod řešení. Klíčovou je kapitola popisující postup tvorby výpočtového modelu v softwaru Abaqus od tvorby geometrie až po okrajové podmínky. Následuje analýza dosažených výsledků a práce je zakončena výhledem na možné pokračování v tomto tématu.
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Proces dekomprese v hydraulických systémech tvářecích strojů / The process of decompression in hydraulic systems of forming machines

Havelka, Milan January 2015 (has links)
This thesis consists of two main parts. The first part is a theoretical analysis, or a literary research, it is focused on the physical properties of the fluid, which have direct impact on the decompression. The aim of the second part is to evaluate the measurement of the forging valve and subsequently simulate the issue by means of CFD. The first simulations were performed for the maximal valve stroke and used for the CFD solver setup calibration. The subsequent analyses dealt with possible openings of the valve. In the final chapter the theoretical impact of the liquid compressibility and of the undissolved air is discussed. The results of the thesis can prove useful for the new valve setting in hydraulic circuit or for possible geometry modification.
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Examination of Ancient Scandinavian Archaeological Findings : From Tortuna in Västerås, Sweden

Blinke, Jacob, Geiger, Evelynne, Edlund, Amanda January 2018 (has links)
This study concerns the examinations of archaeological steel-objects from the Iron Ages, found in Tortuna outside Västerås, Sweden. Not many metallurgical analyses have been made on steel objects from the Iron Ages, most likely in order to preserve the findings. Therefore, very little knowledge about old steel materials exists.The main goal of this study was to investigate how steel-made items from the Iron Ages were created, what they have been used for, and determine what kind of metallurgical knowledge the blacksmiths of the Iron Ages had. The experiments were conducted with light optical microscopy in order to investigate the morphology of the materials and with Vickers hardness test, to investigate the hardness of the materials. The investigation gave varying results for the different iron-made objects. All of the objects have been forged in some way. Most of the objects, were made of heterogeneous low carbon steel with a mainly ferritic structure. Some items also showed a martensitic structure with a ferritic core, which concludes that the smiths probably knew how to quench and temper steel. Due to heavy corrosion on many ofthe items, further investigation is needed to strengthen the conclusions made in this report. / Denna studie behandlar undersökningar av arkeologiska stålobjekt från järnåldern,hittade i Tortuna utanför Västerås, Sverige. Det har inte gjorts många metallurgiska analyser på stålobjekt från järnåldern, troligen för att bevara föremålen. Därför finnsdet lite kunskap om gamla stålmaterial. Huvudsyftet med denna studie var att undersöka hur föremål i stål från järnåldern tillverkades, vad de har använts för och bestämma vilken typ av metallurgisk kunskap dåtiens smed besatt. Experimenten utfördes med hjälp av ljus optisk mikroskop för att undersöka materialets morfologi och med hjälp av Vickers hårdhetsprov för att undersöka materialens hårdhet. Undersökningen gav olika resultat för föremålen. Alla föremål är smidda på något sätt. De flesta föremålen bestod av heterogent kolstål med huvudsakligen ferritisk struktur. Vissa föremål visade också en martensitisk struktur med en ferritisk kärna,vilket visar på att smeden troligen visste hur man härdar och anlöper stål. På grund av stor korrosion på många av föremålen krävs ytterligare analyser för att stärka slutsatserna i denna rapport.
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Étude et compréhension des mécanismes d'endommagement de surface de matrices de forgeage à chaud rechargées / Assessment of surface damage mechanisms of hardfaced hot forging dies

Cabrol, Elodie 11 December 2015 (has links)
Dans le domaine du forgeage à chaud de pièces aéronautiques, les matrices en acier sont couramment rechargées, sur quelques millimètres d’épaisseur, par un alliage base cobalt (Stellite 21) déposé par procédé de soudage à l’arc (MIG). Dans le cadre de ce travail de thèse, ce rechargement « classique» est comparé à des rechargements Stellite 21 et Stellite 6 déposés par deux procédés émergents dans ce domaine, le PTA et le LASER. L’objectif est d’apporter des éléments de compréhension aux mécanismes d’endommagement de surface, notamment par écoulement plastique, de ces différents rechargements afin de dégager des voies d’amélioration pour augmenter la durée de vie des matrices. Pour cela, des essais tribologiques (semi-industriels et laboratoire) ont été mis en œuvre pour créer des endommagements de surface comparables à ceux observés sur matrices industrielles. Associées à ces essais, des investigations microstructurales, structurales et mécaniques multi-échelles ont été réalisées (traction, flexion, microdureté, MO, MEB, MEB-STEM, DRX, EBSD). Selon les couples « nuance/procédé » de rechargement, des mécanismes de déformation plastique par glissement des dislocations parfaites et par transformation de phase CFC en HC ont été identifiés. L’activation de ce dernier a pu être reliée à la température de transformation allotropique CFC/HC du cobalt. Cette température dépend à la fois (i) des éléments d’addition, variant en fonction de la nuance déposée (Cr, C,...), (ii) de la dilution (variation de la teneur en Fe) liée aux paramètres de soudage et (iii) du nombre de couches déposées. De plus, une influence significative de la transformation de phase sur l’évolution du coefficient de frottement a été mise en évidence. En effet, dans le cas où la transformation de phase n’est pas observée, le coefficient de frottement est stable durant l'essai alors qu'une chute de la courbe de coefficient de frottement a été reliée avec la transformation de phase CFC en HC. Parallèlement, l'écoulement plastique des dendrites est observé en extrême surface sur quelques dizaines de micromètre d'épaisseur dans la direction de glissement. Cet écoulement est associé à une forte texturation morphologique et cristallographique de la phase identifiée (CFC ou HC), avec une orientation des plans de plus grande densité atomique parallèlement à la surface de glissement. Les résultats montrent également que sous sollicitations tribologiques, un important durcissement est observé en surface (jusqu'à 90%) et une corrélation a pu être établie entre l'augmentation de la microdureté et le taux de déformation plastique. / In the field of hot forging of aeronautical parts, the steel dies are commonly hardfaced, on few millimeters thick, by a cobalt-based alloy (Stellite 21) deposited by arc welding (MIG). As part of this thesis, this "classic" hardfacing is compared to Stellite 21 and Stellite 6 hardfacings deposited by two emerging processes in this area, the PTA and the LASER one. The objective is to assess surface damage mechanisms, especially induced by plastic strain, of these various hardfacings. Tribological tests (laboratory and semi-industrial) were used to create surface damage comparable to those observed in industrial dies. Associated with these tests, multiscale microstructural, structural and mechanical investigations have been performed (tensile, bending, microhardness, OM, SEM, STEM, XRD, EBSD). According to the « material/process » couple, plastic strain mechanisms by perfect dislocation glide and by FCC to HCP phase transformation have been identified. The activation of the latter has been connected to the temperature of the allotropic phase transformation (FCC/HCP) in cobalt. This temperature depends on (i) the alloying elements, varying according to the deposited grade (Cr, C, ...), (ii) the dilution (Fe content evolution) connected to the welding parameters and (iii) the number of deposited layer. Moreover, a significant influence of the phase transformation on the evolution of the friction coefficient has been evidenced. Indeed, if the phase transformation is not observed, the friction coefficient is stable during the test, while a drop of the friction coefficient curve is connected with the FCC to HCP phase transformation. Moreover, the plastic flow of dendrites is observed at the extreme surface, on a few tens of micrometres in thickness, in the direction of sliding. It is associated with a high morphologic and crystallographic texturing of the identified phase (FCC or HCP), with the highest atomic density planes mostly oriented parallel to the sliding surface. The results also show that, under tribological laodings, a significant hardening is observed on the surface (up to 90%) and a correlation has been established between the increase in the microhardness and the plastic deformation ratio.

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