Trempe superficielle par laser appliquée à des géométries complexes en aciers de hautes performances - Caractérisation, modélisation et comparaison

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De nos jours, le procédé de trempe en surface au laser est de plus en plus utilisé en industrie, tout particulièrement dans les secteurs de l'automobile et de l'aéronautique. Par sa grande flexibilité, le procédé offre un grand potentiel technologique pour développer des composants mécaniques avec d'excellentes performances en service. En effet, le procédé permet une infinité de solutions technologiques sans exiger des besoins additionnels en termes d'énergie et d'outillages dédiés. Cependant, il reste encore difficile de cerner et de prédire les effets des propriétés des matériaux et des paramètres du procédé sur le profil de dureté ou sur le champ des contraintes résiduelles pour des composants à géométries complexes. Par exemple, pour traiter thermiquement des engrenages ou pour prédire les performances d'un moule en acier fortement allié durci par matrice de points, les ingénieurs concepteurs manquent actuellement de données utiles pour optimiser le processus de développement. En effet, les niveaux de connaissances scientifiques et techniques sont très limités en raison de la complexité des phénomènes en jeu et du manque de recherches scientifiques dans ce secteur. De point de vue industriel, il demeure aussi très pertinent de déterminer comment l'application du procédé de trempe au laser peut conduire à l'optimisation des performances mécaniques des éléments de machines, en assurant un coût d'élaboration modéré et une bonne fiabilité. Le but principal de cette programmation de recherche est d'investiguer les caractéristiques distinctives du procédé de trempe par laser en exploitant des techniques novatrices telles que l'application à des géométries complexes, le durcissement distribué et la réduction de l'effet des zones de recouvrement post-traitement. L'objectif premier est de mener une étude exhaustive des effets des paramètres de la trempe au laser sur les performances de composantes en accordant une attention particulière au profil de dureté et aux contraintes résiduelles. Le second est de développer des applications de trempe au laser en poursuivant les efforts de recherche et en prenant étroitement compte des exigences industrielles. Le troisième est de comparer la trempe par laser et le durcissement par induction en se basant sur la microstructure et sur les performances mécaniques, ainsi que sur des aspects techniques et économiques. Le quatrième est d'explorer la pertinence de la fabrication additive et son interaction avec les procédés de durcissement en surface. Le cinquième est de mener une optimisation de la qualité et de l'intégrité de composantes durcies par trempe au laser. Le sixième objectif est de produire des données pertinentes susceptibles de soutenir les ingénieurs concepteurs dans le transfert optimal des technologies de durcissement en surface dès la phase de conception des composantes.