Simulation numérique de la trempe à l'eau d'une pièce forgée de grande dimension : effet de la macroségrégation et de la taille des grains

Résumé

La présence des hétérogénéités chimique, appelée macroségrégation, et la variation de la taille de grains sont deux défauts principaux qu’on observe dans des blocs d’aciers de grandes dimensions. Ces défauts influencent grandement la microstructure, en particulier la proportion des phases, qui ultimement détermine la sévérité de la distorsion de la pièce finale ainsi que ses propriétés mécaniques. Afin de réduire le taux de non-conformité dans les pièces produites, il est important de quantifier l’impact des variations de la composition chimique et taille de grain sur la proportion des phases formées lors de la trempe. Dans ce projet, l’effet de la variation en composition chimique et taille de grains sur l’évolution de la microstructure lors de la trempe d’un bloc d’acier de grandes dimensions a été prédit en utilisant le logiciel de simulation par éléments finis, Forge® NxT 1,1. Actuellement, ce genre de simulation n’est peu ou pas encore appliqué aux lingots de grandes dimensions. Une nouvelle méthode pour la simulation des lingots de grandes tailles ayant une composition hétérogène et taille de grains différentes est proposée. Il est montré que la macroségrégation et la variation de la taille de grains ont un impact significatif sur le temps de début et de fin de transformation ainsi que la fraction volumique des phases. La validation des résultats de simulation a été effectuée sur des éprouvettes prises à différentes localisations (surface, quart et coeur) du bloc d’acier étudié. Des tests de dilatométrie et diffraction des rayons X ont été utilisés afin de déterminer la fraction volumique de la martensite, bainite et d'austénite résiduelle pour chaque condition expérimentale. Les résultats de la simulation ont été comparés aux données expérimentales.

Date	17 mai 2018
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Mohammad Jahazi (Directeur(-trice))