Simulation expérimentale de la fatigue thermique d’un cylindre revêtu par un dépôt en acier inoxydable martensitique

Experimental simulation of a martensitic stainless steel coating subjected to thermal fatigue

Résumé

L’objectif de ce travail était, d’une part de simuler expérimentalement la fatigue thermique d’une pièce massive, un cylindre de coulée continue, en se rapprochant de ses conditions de fonctionnement observées sur site industriel, et d’autre part de constituer une base expérimentale suffisamment riche pour réaliser ultérieurement la simulation numérique de la structure cyclée thermiquement. Un simulateur expérimental (à une échelle d’environ 1/5), reproduisant les cycles thermiques (500-20°C) d’un cylindre de coulée continue, a été conçu et la carte thermique du cycle stabilisé établie ; afin de protéger la surface du cylindre, celle-ci a été revêtue par un dépôt en acier inoxydable.

Les résultats des caractérisations mécanique et microstructurale des deux matériaux, dans la gamme de température (700-20°C), sont rappelés. L’étude de l’évolution microstructurale du matériau de revêtement a montré que la relaxation des contraintes résiduelles dans le revêtement se faisait rapidement et que la baisse de la dureté mesurée après des chocs thermiques a été corrélée à une nette diminution de la limite d’élasticité de ce matériau.