Étude des propriétés mécaniques statiques et dynamiques de pièces d'acier élaborées par métallurgie des poudres

Les pièces d'acier produites par métallurgie des poudres (M/P) ont remplacé les aciers corroyés dans plusieurs applications, principalement à cause de leur coût plus faible et à la possibilité de les produire près des côtes finales. Le procédé d'élaboration d'aciers M/P, qui consiste au pressage de poudres suivi d'un frittage, mène à de la porosité résiduelle réduisant ainsi les propriétés mécaniques. Les propriétés mécaniques des aciers M/P sont généralement inférieures à celles des aciers corroyés. Cependant, les propriétés statiques et dynamiques des aciers M/P ont récemment atteint un niveau équivalent à celui des aciers corroyés. Les propriétés mécaniques statiques et dynamiques des pièces d'acier élaborées par métallurgie des poudres sont principalement fonction de la porosité et de la microstructure. Plusieurs paramètres du procédé affecteront la porosité et la microstructure des pièces M/P, tels que la composition initiale de la poudre de base, l'ajout d'éléments d'alliages, la densité à vert, le temps et la température de frittage ainsi que les traitements thermiques. L'objectif principal de cette thèse de doctorat est d'apporter une meilleure compréhension des effets des paramètres du procédé sur la porosité et la microstructure ainsi que leurs impacts sur les propriétés mécaniques statiques et dynamiques de pièces élaborées par métallurgie des poudres. Les effets des paramètres du procédé sur la porosité et la microstructure ont été évalués par des techniques de caractérisation microstructurale avancée utilisant autant la microscopie optique qu'électronique. Les propriétés mécaniques statiques ont été caractérisées par des mesures de dureté et des essais de traction tandis que des essais de fatigue endurance ont été utilisés pour évaluer les propriétés mécaniques dynamiques. Des observations fractographiques ont aussi été faites sur les éprouvettes de traction et de fatigue afin de corréler les aspects microstructuraux aux propriétés mécaniques des aciers M/P. Les travaux expérimentaux effectués dans le cadre de cette thèse ont permis d'approfondir la compréhension des mécanismes par lesquels les paramètres du procédé d'élaboration d'aciers par métallurgie des poudres influenceront les propriétés mécaniques. Cette thèse de doctorat est basée sur trois articles présentés dans des revues scientifiques à comité de lecture. Un des chapitres de ce document décrira la cohérence entre chaque article et avec les objectifs de la recherche. Les trois articles sont par la suite présentés dans des chapitres différents.