Amélioration de la stabilité mécanique de l’austénite dans un acier inoxydable 13Cr-4Ni lors de déformations monotones et oligo-cycliques

Résumé

L’objectif fondamental de ce projet est d’optimiser les facteurs microstructuraux de l’austénite reformée de l’acier inoxydable martensitique 13Cr-4Ni, à savoir sa taille et sa morphologie, pour améliorer sa stabilité mécanique. Après austénitisation et revenu inter-critique, la microstructure de ces aciers consiste en une matrice martensitique revenue, des carbures et une quantité d’austénite reformée dont la quantité et la morphologie varient en fonction des paramètres choisis. La transformation induite par plasticité (TRIP) de l’austénite est un bon candidat pour ralentir la propagation des fissures générées par fatigue, car elle est accompagnée d’une augmentation de volume capable de générer des contraintes de compression pouvant refermer le fond de fissure. Pour cela, il faut que l’austénite soit suffisamment stable mécaniquement (résistant à la transformation complète lors de faibles déformations appliquées). Des traitements thermiques ont été faits afin de produire la même quantité d’austénites à des températures différentes. Un volume de 10% a été produit pour les conditions de revenu inter-critique de 620°C, 1h ; 600°C, 4h et 580°C, 10h. Une nouvelle morphologie d’austénite a été découverte pour 580°C avec un contraste de composition tel que l’austénite semble entourer une région ayant la même composition que la phase martensitique qui constitue la matrice. De plus, la taille de ces particules est bien inférieure de celles produites aux autres températures. Les essais mécaniques sur des échantillons traités à 620°C et 580°C ayant 14% d’austénite ont montré des différences notables en termes de stabilité mécanique de l’austénite. Les tests de traction comme ceux de fatigue oligo-cyclique ont montré une amélioration considérable de la stabilité mécanique de l’austénite formée à 580°C. L’objectif de l’étude est ainsi bien et bel atteint et il est recommandé de cibler de basses températures de revenu inter-critique en prolongeant le temps de maintien pour produire une austénite plus stable mécaniquement.

Date	7 mars 2024
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Philippe Bocher (Directeur(-trice)) & Denis Thibault (Codirecteur(-trice))