Caractérisation physique et contribution à l'étude du comportement tribologique de l'acier de roulement 100Cr6 traité par choc laser

Physical characterizations and contribution to tribological behaviour study of rolling steel 100Cr6 treated by laser peening

¹ Laboratoire de Mécanique Roberval, UMR CNRS 6066, Université de Technologie de Compiègne
² Coopération Laser Franco-Allemande (CLFA), UPR CNRS 1578, Arcueil

Résumé

Cette étude est constituée de deux parties. Dans la première partie nous avons étudié l’influence du traitement de choc laser sur les propriétés de surface d’un acier. Des observations et des essais comparatifs ont été menés entre l’acier de roulement lOOCr6 non-traité et traité par un et deux passages de choc laser. Trois paramètres principaux ont été analysés : 1) la micro- structure ; 2) la morphologie de surface ; 3) l’état mécanique : contraintes résiduelles et dureté. Ces analyses ont montré que ce type de traitement provoque la création d’une couche durcie. Dans la deuxième partie, nous avons étudié l'influence du traitement de choc laser sur le comportement tribologique de l’acier lOOCr6. Lors d’un contact linéique de type roulement-glissement entre l’acier 1OOCr6 et un galet en acier 40CrMoVI3, différents types d’étude de frottement ont été menés, soient : 1) une étude comparative du comportement tribologique de l'acier non traité et traité par un et deux passages de choc laser ; 2) une étude sur l’acier non traité et traité par un passage de choc laser sous différentes pressions de contact. Les essais montrent qu’il existe une pression de contact critique qui limite l’efficacité protectrice du traitement.

Abstract

This study consists of two parts. In the first part we studied the influence of laser peening on the surface properties of a Steel. Observations and comparative tests between the rolling steel lOOCr6 untreated and treated by one and two passes of laser shock are investigated. Three principal parameters are analyzed : 1) microstructure; 2) morphology of surface ; 3) mechanical State : residual stresses and hardness. These analysis showed that laser shock Processing created a hardened layer. In the second part, we studied the influence of the laser shock processing on the tribological behaviour of rolling steel lOOCr6. A linear rolling-sliding contact between steel lOOCr6 and roller of steel 40CrMoV13 was usedfor different types of friction tests : firstly, a comparative study of the tribological behavior of the steel untreated and treated by one and two passes of laser shock. Secondely, lests between Steel untreated and treated by one pass of laser shock under various contact pressures have been investigated. The experiments show there is a critical pressure which limits the protective properties of the treatment.