Traitements de surface par laser et propriétés mécaniques

Laser surface treatments and mechanical properties

¹ GEMPPM, Calfetmat, Villeurbanne
² MMP, ECL, Ecully.

Résumé

Dans cette étude, nous passons en revue l’influence des traitements laser sur les propriétés mécaniques des matériaux métalliques. La classification est faite d’après la nature de la propriété considérée, à savoir : dureté, contraintes résiduelles, résistance à la fatigue et résistance à la corrosion. De plus nous envisageons deux cas, selon qu’il y a ou non passage à l’état liquide. La fusion permet une modification de la composition superficielle par réalisation soit d’un alliage de surface, soit d’un revêtement. Dans la majorité des cas considérés un durcissement important est induit par le traitement laser. Mais les traitements en phase solide apparaissent mieux adaptés pour une amélioration de la tenue en fatigue, en particulier dans les aciers et dans les fontes, dans la mesure où ils induisent des contraintes internes de compression. Quant à la réalisation d’alliages de surface ou de revêtements, elle convient plus spécialement pour les applications nécessitant une amélioration de la résistance à l’usure ou au frottement, vu qu’elle permet la formation de nouveaux matériaux possédant une composition adaptée.

Abstract

In this paper a review of the influence of laser sulfate treatments on mechanical properties of metallic materials is presented. Classification is made according to the considered mechanical characteristic : hardness, residual stress field, fatigue resistance or wear resistance. Furthermore a distinction is established, depending on whether melting temperature is overtaken or not. Melting allows a surface composition modification, either by laser surface alloying (LSA) or by laser cladding (LC). It is shown that in most of the considered cases, a hardening effect is observed. However, solid state treatments are more suitable to improve fatigue strentgh, mainly in steels and in cast irons - since they induce compressive residual stresses - while LSA or LC are especially attractive for wear resistance improvement, due to the realization of a new surface material, with an appropriated composition.