09/02/2015 - L'utilisation de nouvelles techniques permet de connaître le comportement des aciers frittés lors de la fracture

Menéame

Scientifiques Groupe de la technologie des poudres (GTP) UC3M ont observé en détail la fracture de certains aciers après appliquer des charges extrêmes. Pour ce faire, ils ont utilisé un microscope électronique à balayage avec lequel ils ont obtenu des images à haute résolution (environ 10 nanomètres; un nanomètre est le millionième d’un millimètre).

L’application de techniques novatrices de caractérisation des matériaux a permis de mieux connaître le comportement lors de la fracture des aciers laminés à chaud (ceux fabriqués à partir de poudres). De cette façon, ils ont pu découvrir où "'nucléairent' les premières fissures et où elles progressent de préférence," expliquent les chercheurs du GTP.

Les documents faisant l’objet de l’enquête sont: aciers alliés commerciaux, obtenus par pulviméthallurgie ou technologie de poudres et d’usage répandu dans l’industrie automobile. Les essais mécaniques et de caractérisation in-situ réalisés dans le microscope électronique de balayage ont été essentiels pour " comprendre les mécanismes de fracture" qui jusqu'à cette enquête "n’avaient jamais été identifiés, mais seulement intuitivement," explique l’une des auteurs du travail, Elena Bernardo, du GTP de l’UC3M.

Dans l’étude, publié dans le magazine Powder Metallurgy, plusieurs aciers actuellement présents sur le marché ont été évalués. En particulier, un acier Fe-C, un acier pré-olé au molybdène (grade Astaloy Mo, Höganäs AB) et le fameux Distaloy AE (HöganäS AB), qui est du fer allié par diffusion au cuivre, au nickel et au molybdène, ont été analysés. Les résultats ont permis de comprendre le lien entre microstructure et propriétés, qui dans ces matériaux représente un défi technologique, en entrant en jeu non seulement les phases mais aussi la porosité résiduelle qui compose leur microstructure.

José Manuel Torralba, professeur du département de Science et Ingénierie des Matériaux de l’UC3M et directeur adjoint de l’Institut IMDEA Matériaux, souligne le rôle fondamental de la porosité dans ces aciers: "La recherche a révélé, entre autres, que les pores les plus anguleux et les plus irréguliers sont les premiers points de 'nucléation', c’est-à-dire ceux qui déclenchent la rupture."

Ce travail a permis de réaliser "le rêve" de tout scientifique consacré à la Science et à l’ingénierie des matériaux, car il rend visibles les changements dans la microstructure du matériel tout en étant en cours de mise à l’essai, explique José Manuel Torralba. En outre, la méthodologie utilisée "est applicable à tout type d’alliage" et non seulement pour vérifier son comportement sous tension, mais aussi "son comportement à haute température."

La recherche a été menée en partie dans les installations de l’UC3M et a été achevée dans IMDEA Materials, un institut de recherche financé par la Communauté de Madrid et l’Union européenne.

Référence bibliographique:

J. M. Torralba, L. Esteban, E. Bernardo, M. Campos. Understanding contribution of microstructure to fracture behaviour of sintered steels. Powder Metallurgy 2014; 57(5), 357-364. DOI: 10.1179/1743290114Y.0000000119.

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UC3M (Nouvelle et image)

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