Optimisation du traitement thermique d’un acier à haute résistance mécanique : étude expérimentale et simulation

Résumé

Ce mémoire établi l’impact des paramètres de traitement thermique sur les phénomènes métallurgiques. Il détaille les caractéristiques microstructurales d’un acier faiblement allié utilisé pour la confection de moules produisant des composantes automobile. L’investigation se porte sur l’austénitisation, la trempe, mais surtout le revenu qui vont déterminer la microstructure et son évolution en termes de phases ainsi que de précipités. Les traitements thermiques ont été généré à l’aide d’un dilatomètre pour assurer la détection de la moindre transformation. L’analyse débute par la détermination des phases formées lors du refroidissement à plusieurs vitesses depuis la température d’austénitisation de 900°C. Les refroidissements au-dessus de 0.7°C/s aboutissent à de la martensite et ceux en dessous donnent de la bainite. Une fois le diagramme TRC obtenus l’impact du revenu, à travers la vitesse de chauffe et la température, est observé sur la bainite et la martensite. La chauffe est comparée pour une vitesse lente de 0.2°C/s et une vitesse rapide de 5°C/s afin de visualiser les dissimilitudes dans la précipitation. Il y a plus de précipités dans une microstructure chauffée à faible vitesse pour la martensite et pas ou peu pour la bainite. Ensuite, les revenus à 550°C et 620°C sont étudiés afin de statuer sur le comportement des carbures, de la décomposition des blocs de martensite-austénite résiduelle (M/A) et de la progression de la matrice (bainite ou martensite). La décomposition des blocs de M/A est incomplète pour les deux températures, mais elle est plus avancée à 620°C. La partie transformée devient des carbures de chrome et pendant le refroidissement, à la fin du cycle du revenu, le reste se transforme en martensite. Une température plus haute équiaxialise les lattes et change les caractéristiques des carbures aux joints de grains. Un cycle de revenu simulant le processus industriel a été testé avec une austénitisation à 900°C pendant 24h et un revenu à 550°C pendant 44h. L’objectif étant de le comparer à la microstructure jugée optimale afin de statuer sur les paramètres à modifier pour réduire le temps total de traitement thermique.

Date	11 janv. 2022
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Mohammad Jahazi (Directeur(-trice))