Optimisation des traitements de « trempe laser » des aciers. I. Établissement de modèles prévisionnels, thermiques et métallurgiques des effets induits

« Laser hardening » optimization of steels. I. Previsional thermal and metallurgical modelizations of induced effects

Résumé

Pour être industrialisables, les traitements de trempe superficielle par laser des aciers nécessitent encore une meilleure maîtrise des paramètres opératoires, tant au niveau de leur choix préalable que de leur asservissement, afin de garantir des résultats optimisés et fiables. Pour atteindre un tel objectif, les différents phénomènes physiques intervenant ont été réanalysés afin d’en dégager les paramètres pertinents permettant d’aboutir à une modélisation du procédé de « trempe laser » simplifiée mais fiable pour une application donnée. Dans le cas de l’utilisation d’un faisceau laser gaussien, cela nous a ainsi permis d’établir une modélisation « semi-phénoménologique » reliant les paramètres opératoires (puissance, dimension, vitesse du faisceau et caractéristiques thermophysiques du matériau) aux effets induits (température, étendue et nature des transformations métallurgiques). Il a également été montré que des diagrammes de comportement prévisionnel et de choix de paramètres peuvent aisément être déduits de cette modélisation. Une extension de la modélisation à des répartitions énergétiques plus complexes a également été abordée.

La modélisation proposée doit être considérée comme complémentaire des approches de simulation numériques. Dans une seconde partie, à paraître, les vérifications expérimentales et les conséquences métallurgiques de notre approche seront abordées.