Evaluation des contraintes résiduelles dans les alliages de TA6V « Near Net Shape » mis en forme « Spark Plasma Sintering »
Résumé
Les procédés de mise en forme des alliages de titane issus de la métallurgie des poudres présentent un très fort potentiel, entre autre pour les applications aéronautiques et énergies. En effet, ils permettent le développement de pièces près des côtes impliquant moins de matière première tout en offrant une bonne reproductibilité de fabrication. Dans cette étude, nous nous intéressons au procédé de frittage flash (Spark Plasma Sintering – SPS) avéré depuis de nombreuses années un des procédés de frittage le plus efficace comparé au frittage par pressage à chaud [1]. Les progrès récents en termes de maitrise du procédé permettent maintenant de générer des formes complexes. Cependant, au sein des échantillons à base d’alliage de titane (TA6V) ainsi élaborés nous avons pu constater des hétérogénéités de microstructures, probablement liées à d’importantes variations locales de température, autour du transus beta de l’alliage étudié. Il nous a paru donc opportun d’appréhender dans quelles mesures ce procédé pouvait être à l’origine de contraintes résiduelles, qui sur des pièces près des côtes étaient susceptibles d’impacter certaines propriétés mécaniques. Les travaux présentés concernent la méthodologie d’obtention d’échantillons en TA6V fabriqués par SPS ainsi que le protocole de préparation de surface de ces échantillons pour accéder d’une part à la cartographie de contraintes résiduelles en surface et en profondeur et d’autre part à la caractérisation des microstructures associées. Les dispositifs de préparation de surface utilisés pour l’étude sont une amincisseuse développée au CIRIMAT, et deux polisseuses provenant du commerce (polisseuse à drap tournant et polisseuse vibrante). Les déterminations de contraintes résiduelles seront influencées par ces préparations de surface. Les instruments de diffraction utilisés pour les déterminations de contraintes sont un diffractomètre D8 équipé d’une anode cobalt à microfaisceau et d’un détecteur 2D et la ligne de lumière Diffabs au synchrotron SOLEIL à Saclay. 1. R. Orrù, R. Licheri, A.M. Locci, A. Cincotti, G. Cao, Consolidation/synthesis of materials by electric current activated/assisted sintering, Materials Science and Engineering: R: Reports. 63 (2009) 127–287.