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Contribution de l'essai d'indentation à la caractérisation d'aciers nitrurés

Published online by Cambridge University Press:  21 April 2005

Olivier Bartier ,
Rochdi El Abdi ,
Gérard Mauvoisin  and
Ali Nayebi
Olivier Bartier
Affiliation:
Laboratoire de Recherche en Mécanique Appliquée de l'Université de Rennes, IUT de Rennes, 3 rue du Clos Courtel, BP 90422, 35704 Rennes Cedex 7, France
Rochdi El Abdi
Affiliation:
Laboratoire de Recherche en Mécanique Appliquée de l'Université de Rennes, IUT de Rennes, 3 rue du Clos Courtel, BP 90422, 35704 Rennes Cedex 7, France
Gérard Mauvoisin
Affiliation:
Laboratoire de Recherche en Mécanique Appliquée de l'Université de Rennes, IUT de Rennes, 3 rue du Clos Courtel, BP 90422, 35704 Rennes Cedex 7, France
Ali Nayebi
Affiliation:
Laboratoire de Recherche en Mécanique Appliquée de l'Université de Rennes, IUT de Rennes, 3 rue du Clos Courtel, BP 90422, 35704 Rennes Cedex 7, France
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Abstract

Une nouvelle méthode de détermination des propriétés mécaniques d'aciers homogènes et d'aciers nitrurés présentant un haut gradient de dureté est présentée. Cette méthode est basée sur la modélisation de la courbe d'indentation (F−δ) obtenue avec un indenteur sphérique en fonction des paramètres de la loi de comportement élastoplastique de l'acier testé. Après avoir donné une méthode de détermination de la dureté (HV) à partir des propriétés mécaniques d'un matériau homogène, le modèle proposé est validé expérimentalement sur divers aciers non durcis. Pour les aciers nitrurés étudiés, une loi des mélanges basée sur le rapport des énergies plastiques dissipées dans la couche durcie et dans le substrat lors de l'indentation est établie. Une procédure d'optimisation numérique nous permet d'obtenir l'épaisseur et la contrainte d'écoulement de la couche mince supposée homogène. À partir de ces résultats et en utilisant la méthode de détermination de la dureté, on peut accéder au profil de dureté des aciers nitrurés. Les résultats déduits sont comparés avec ceux obtenus expérimentalement par des essais classiques de filiation de dureté, et confirment l'intérêt de la méthode proposée.

Keywords

Heat treatmentsbi-materialsindentation methodfinite element methodhardnessTraitements thermiquesbi-matériauxméthode d'indentationméthode des éléments finisdureté
Type
Research Article
Information
Mechanics & Industry , Volume 6 , Issue 2 , March 2005 , pp. 227 - 236
Copyright
© AFM, EDP Sciences, 2005

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References

Rivenez, J., Contrôle non destructif du traitement par induction, Traitement Thermique 281 (1995) 39–41
Lhermitte, T., Mesure non-destructive par courants de Foucault des profondeurs de carbonitruration sur des arbres secondaires de boîte de vitesses, Traitement Thermique 318bis (1999) 27–30
G. Mauvoisin, F. Chagneau, De l'analyse de la résistance interne par perçage à la détermination du profil du dureté des aciers traités en surface, C. R. Ac. Sc. T.327, Série II, b (1999) Paris, 19–24
Hertz, H., Uber die Berührung festischer körper, Z. Reine und Angewande Math. 92 (1882) 156–171
Sneddon, I.N., The relation between load and penetration in the axisymmetric Boussineq problem for a punch of arbitrary profile, Int. J. Eng. Sci. 3 (1965) 47–57 CrossRef
D. Tabor, The hardness of metal, Clarendon Press, Oxford, 1951
Ishlinsky, A.J., Axisymmetric plastic flow in the Brinell test, Prik. Math. Mekh. 8 (1944) 201–224 (en russe)
Lockett, F.J., Indentation of a rigid plastic material by a conical indenter, J. Mech. Phys. Solids 11 (1963) 345–355 CrossRef
Haddow, J.B., Johnson, W., Indentation with pyramids, I : Theory, Int. J. Mech. Sci. 3 (1961) 229–238 CrossRef
Giannakopoulos, A.E., Larson, P.L., Vestergaard, R., Analysis of Vickers indentation, Int. J. Sol. and Struct. 31([SEE TEXT]) (1994) 2679–2708 CrossRef
Jayaraman, S., Hahn, G.T.., W.C. Oliver, C.A. Rubin, P.C. Bastias, Determination of monotonic stress-strain curve of hard materials from ultra-low-load indentation tests, Int. J. Structures 35(5 6.) (1998) 365–381 CrossRef
Giannakopoulos, A.E., Suresh, S., Determination of elastoplastic properties by instrumented sharp indentation, Scripta Materiala 40([SEE TEXT]) (1999) 1191–1198 CrossRef
Venkatesh, T.A., Van Vliet, K.J., Giannakopoulos, A.E., Suresh, S., Determination of elastoplastic properties by instrumented sharp indentation: guidelines for property extraction, Scripta Materiala 42 (2000) 833–839 CrossRef
Oliver, W.C., Pharr, G.M., An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments, J. Mater. Res. 7([SEE TEXT]) (1992) 1564–1583 CrossRef
Tuck, J.R., Korsunsky, A.M., Bull, S.L., Davidson, R.I., On the application of the work of indentation approach to depth-sensing indentation experiments in coated systems, Surf. Coat. Tech. 137 (2001) 217–224 CrossRef
Taljat, B., Zacharia, T., Kosel, F., New analytical procedure to determine stress-strain curve from spherical indentation data, Int. J. Solids and Structures 35(33) (1998) 4411–4426 CrossRef
Robino, C.V., Inal, O.T., Ion-nitriding behavior of severals low alloy steels, Materials Science and Engineering 78 (1983) 79–90 CrossRef
Chicot, D., Lesage, J., Dureté des matériaux déposés en couches minces, Matériaux & Techniques 10-11 (1994) 19–23 CrossRef
Nayebi, A., Mauvoisin, G., Bartier, O., Numerical, R. El Abdi and experimental analysis for determination of the mechanical properties of heat treated steels, Computational Steel Structure Technology, Civil-Comp Press (2000) 61–69 CrossRef
Giannakopoulos, A.E., Total deformation, plane-strain contact analysis of macroscopically homogeneous compositionally graded materials with constant power-law strain hardening, J. Applied Mech. 64 (1997) 853–860 CrossRef