influence cumulée des paramètres de surface - Bibliothèque Ecole ...

3.4. Influence d'une modification combinée des conditions géométriques de surface
et de la résistance locale des couches superficielles
L'amélioration des propriétés d'endurance des ressorts par l'action d'un
grenaillage de précontrainte (shot-peening) est connue et mise en oeuvre
depuis plusieurs dizaines d'années (34-35-36).
Au cours de cette opération sont mis en jeu trois mécanismes différents
dont les perturbations qu'ils exercent sur les couches superficielles
modifient la résistance à la fatigue
- Le nivelage de la surface
L'action mécanique des impacts répétés des particules de grenaille sur la
surface d'un ressort conduit à un écrasement des aspérités et un nivellement
général. La rugosité issue des opérations antérieures se trouve ainsi modifiée
soit dans le sens d'une amélioration, soit dans celui d'une détérioration,
selon les conditions initiales mais surtout selon les conditions opératoires
de grenaillage (32).
- L'écrouissage de la surface
L'écrouissage par chocs des couches superficielles conduit à une
plastification du matériau en surface. L'épaisseur de la couche plastifiée
dépend des conditions de grenaillage (granulométrie des projectiles, énergie
cinétique d'impact, débit...) et du comportement structural du matériau.
Notons que cette plastification en surface ne se traduit pas, pour les aciers
martensitiques, par une modification sensible de dureté de la matrice (18-37).
- Création d'un gradient de contraintes résiduelles de compression
Des mesures de contraintes sur éprouvettes d'aciers à ressorts (32-38-39)
ont montré l'existence de gradients de contraintes résiduelles de compression
dans les couches proches de la surface (entre -600 et - 1600 MPa selon les
conditions de grenaillage jusqu'à des profondeurs de 0.1 mm environ).
Ce gradient de contraintes se superpose aux contraintes de tensions appliquées
en service (N.B. la région du ressort sollicitée en tension étant la
plus vulnérable).