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Journées A3TS : les dernières innovations sur les contraintes résiduelles

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Les journées A3TS sur les contraintes résiduelles se sont tenues les 2 et 3 février 2017 à Saclay (91) dans le nouveau centre de R&T du groupe Safran. Astrid Hecquet, ingénieure au Pôle Métalllurgies de CTIF y était, elle nous en fait la synthèse.

Une problématique industrielle

Ces journées portaient sur la problématique des contraintes résiduelles qui touche un vaste panel d’industries et notamment l’aéronautique et l’automobile et qui intervient dans :

  • l’optimisation de la durée de vie d’une pièce finie,
  • la maîtrise de la géométrie des pièces au cours de leur fabrication.

Parmi les 108 participants, une majorité provenait du domaine de l’aéronautique avec des représentants de : Safran, Zodiac Aerospace, Dassault Aviation et Airbus. L’automobile était représentée par Renault et Valeo.
Les acteurs des traitements de surface et traitements thermiques étaient présents (Bodycote, Frohn, Sonats, Curtis Wright, Winoa, etc.) ainsi que de nombreux universitaires et centres techniques.

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Des exposés en deux sessions 

La première session traitait des contraintes résiduelles générées par les procédés de mise en forme avec la présentation de plusieurs conférences sur :

  • Un procédé de formage de tôle en aluminium par grenaillage à la bille d’acier mis en place par Dassault Aviation en remplacement du procédé traditionnel de martelage à froid. Cet exposé relatait la démarche de qualification de ce procédé et notamment son évaluation vis-à-vis du champ de contraintes internes générées et l’impact de ces contraintes résiduelles sur la fissuration des tôles en service.
  • Le développement de logiciels de simulation par Safran Tech ayant pour objectif la prédiction des déformations des pièces provoquées par la modification du champ de contraintes générées soit au cours du traitement thermique de superalliage base nickel (logiciel Thost), soit au cours de l’usinage de pièce forgée (logiciel Morfeo).
  • Les contraintes résiduelles générées par le procédé de fabrication additive par fusion laser sur lit de poudre de pièces en alliage de titane et en acier maraging présentées par le CETIM.

La deuxième session portait sur les contraintes résiduelles obtenues après traitement de surface. Les principaux procédés de traitement de surface ont été abordés avec comme principal objectif la détermination du champ de contraintes générées et leur impact sur la durée de vie des pièces traitées. Les travaux étaient centrés sur la compréhension des  phénomènes conduisant à cette génération de contraintes, avec dans certains cas des tentatives de modélisation.

Les principaux procédés abordés

  • le grenaillage de précontraintes présenté successivement par Sonats et Curtis Wrigth,
  • le laser peening (Curtis Wrigth),
  • la nitruration (Bodycote et ENSAM),
  • le chauffage superficiel par induction mais également les revêtements électrolytiques.
  • la présentation d’un cas d’application du grenaillage de précontrainte sur la pignonnerie de boîte de vitesse par Renault.

Analyse microstructurale et fabrication additive

Ces journées se sont conclues par la visite de deux secteurs du centre R&T de Safran permettant d’apprécier les moyens considérables dont disposent les équipes techniques :

  • Un laboratoire d’analyse microstructuralemis à la disposition de l’ensemble des équipes techniques du groupe pour la caractérisation fine des structures métalliques des alliages aéronautiques (principalement acier, titane et superalliages), mais également de leur comportement vis-à-vis de la corrosion.
  • Un laboratoire de fabrication additive, dédié aux travaux de R&D, équipé de trois technologies d’imprimantes :
    • fusion laser sur lit de poudre – SLM
    • projection laser – LMD
    • fusion par faisceau d’éléctron – EBM

Contact Astrid Hecquet

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