Comportement mécanique d'une structure multicouches obtenue par co-laminage de tôles nanostructurées par smat

Laurent Waltz (1) , Delphine Retraint (1) , Arjen Roos (1) , P. Olierb (2, 3) , J. Luc (4)

1 LASMIS - Laboratoire des Systèmes Mécaniques et d'Ingénierie Simultanée
2 DTNM - Département des Technologies des Nouveaux Matériaux (Ex Département des Technologies des NanoMatériaux)
3 LTMEx - Laboratoire des Technologies des Matériaux EXtrêmes
4 POLYU - The Hong Kong Polytechnic University [Hong Kong]

The aim of the present work is to produce a nanostructured multilayer composite structure with enhanced mechanical properties by assembling 316L surface nanostructured stainless steel plates using the corolling process. First, the SMA-treatment is used to generate nanocrystalline layers at the surface of the elementary plates so that their mechanical properties are improved. They are then assembled through corolling. A finite element model of a composite structure has been developed. Furthermore, in order to quantify the influence of different experimental parameters and the mechanical response of the structure, experimental tests were carried out. Accordingly to this, Vickers hardness and roughness measurements have been performed. To follow the evolution of the microhardness through the thickness direction of the samples, and consequently the evolution of the average grain size, nanoindentation experiments were carried out. In parallel, tensile tests were performed to show the correlation between the microstructure evolution and the global mechanical response of the specimen.

Le but de cette étude consiste au développement de structures multicouches à hautes caractéristiques mécaniques obtenues par co-laminage de tôles en acier inoxydable 316L préalablement nanostructurées à travers le procédé SMAT (Surface Mechanical Attrition Treatment), puis à la modélisation par éléments finis de ces structures composites. Afin de quantifier l'influence de certains paramètres expérimentaux et d'évaluer la réponse mécanique des structures nanostructurées et co-laminées, un certain nombre d'essais ont été menés. Des mesures de dureté Vickers et de rugosité nous ont permis de caractériser la surface des matériaux traités. De plus, pour pouvoir suivre l'évolution de la microdureté des échantillons et pour pouvoir évaluer la taille de grains, des essais de nanoindentation ont été réalisés sur une section transverse des échantillons. Des essais de traction combinés aux mesures de dureté et microdureté ont permis de remonter aux caractéristiques mécaniques des différentes sous-couches et ainsi de simuler le comportement de la structure multicouche obtenue.

Mots clés: CO-LAMINAGE; NANOSTRUCTURES; ELEMENTS FINIS; CO-LAMINAGE

Domaines: Mécanique [physics]

Laurent Waltz, Delphine Retraint, Arjen Roos, P. Olierb, J. Luc. Comportement mécanique d'une structure multicouches obtenue par co-laminage de tôles nanostructurées par smat. CFM 2007 - 18ème Congrès Français de Mécanique, Aug 2007, Grenoble, France. ⟨hal-03362499⟩