Effet de la microstructure d'un acier dual-phase sur le frottement et l'usure abrasive à l'échelle d'un contact microscopique

Dans le cadre de l'étude de l'usure abrasive, l'impact de la variation de la morphologie de la microstructure à composition, proportion des phases, macro-dureté et rugosité fixées sur le comportement en frottement et en usure des aciers dual-phase ferrite-martensite a clairement été montré par des travaux précédents. Cependant, la réalisation de microstructures plus performantes nécessite une meilleure compréhension des propriétés mécaniques des phases et de leur comportement tribologique, ce qui n’avait pas pu être pris en compte à l’échelle des essais multi-aspérités. Cette thèse a donc pour objectif de caractériser les propriétés mécaniques et les comportements tribologiques des phases martensite et ferrite dans des microstructures dual-phase réalisées à partir d'un acier faiblement allié et présentant des proportions et tailles de phase variées. Tout d'abord, les micro-duretés de la ferrite et de la martensite sont mesurées par nanoindentation. Le frottement et l'usure dans chaque phase sont ensuite mesurés grâce à des essais de rayures réalisés à l’aide de pointes coniques présentant différents angles d’attaque. Le comportement tribologique des phases est alors corrélé aux caractéristiques des microstructures, aux propriétés mécaniques des phases et à l'angle d'attaque des aspérités abrasives. Finalement, un modèle analytique est établit pour mettre en relation l'échelle d'un contact mono-aspérité avec l'échelle d'un contact multi-aspérités.