Influence des traitements thermiques sur les propriétés mécaniques d’un acier inoxydable 17-4PH obtenu par fabrication additive
L’acier inoxydable 17-4PH (1.4542) est aujourd’hui un des matériaux proposés en fabrication additive de manière courante. Une pièce mécanique obtenue par fusion laser à partir de cette nuance doit obligatoirement subir des traitements thermiques spécifiques. Explications.
Figure 1 : Points de transformation d’un acier 17-4PH relevés par dilatométrie [6].
Figure 2 : Fusion laser sur lit de poudres métalliques [5].
Tableau 1 : Composition chimique d’un acier 17-4PH selon la norme NF EN 10088-1.
Tableau 2 : Propriétés mécaniques d’un acier 17-4PH à l’état mis en solution et vieillissement H900 en fonction des normes produits (* suivant le sens de prélèvement).
Tableau 3 : Composition chimique des matériaux utilisés pour l’étude en regard de la norme NF EN 10088-1 (* données fournisseur).
Figure 3 : Directions de construction XY, 45° et Z.
Figue 4 : éprouvette pour la mesure des contraintes résiduelles.
Figure 5 : Jauges unidirectionnelles disposées pour
le perçage.
Figure 6 : Comparaison des effets de la température et du temps de vieillissement après une mise en solution à 1 040 °C sur les propriétés de traction d’un acier 17-4PH conventionnel.
Figure 7 : Comparaison de l’effet de la température et du temps de vieillissement sur les propriétés de traction d’un acier 17-4PH réalisé en fabrication additive sans traitement de mise en solution.
Figure 8 : Comparaison de l’effet d’un revenu à 480 °C/1h après mise en solution à 1 040 °C sur un acier 17-4PH réalisé
en fabrication additive en fonction de l’orientation de construction.
Figure 9 : Comparaison des effets de la température et du temps de vieillissement après une mise en solution à 1 040 °C
sur les propriétés de traction d’un acier 17-4PH réalisé en fabrication additive.
Figure 10 : Effet d’une mise en solution à haute température (1 100 °C) avec les traitements de vieillissement sur les propriétés de traction d’un acier 17-4PH réalisé en fabrication additive.
Figure 11 : Surface de cassure avec des cordons visibles.
Figure 12 : Défauts de fusion sur coupe micrographique.
Figure 13 : Microfractographies réalisées au microscope électronique à balayage.
Figure 14 : Micrographies réalisées au microscope optique après attaque au réactif Marble.
Figure 15 : Oxydes de silicium observés sur coupe micrographique au M.E.B.
Tableau 4 : Plan d’expérience de l’étude et repères associés aux éprouvettes en fonction des traitements.
Tableau 5 : Résultats des mesures de contraintes résiduelles par perçage incrémental.
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