Proprietés mécaniques de surface d'un acier inoxydable traité par explosif

(Reçu le 28 juin 1993, révisé le 28 octobre 1993, accepté le 9 novembre 1993)

Abstract
A new surface treatment technique by primary explosive was used on a 316L type austenitic stainless steel. Two explosive compositions, inducing a pressure of 1 GPa and 4 GPa respectively, were deposited in a thin layer on plane samples. The detonation induced effects have been characterized by different techniques. The surface roughness increases with the applied pressure, but remains lower than that obtained after shot peening. The microbardness profiles along a direction perpendicular to the treated surface and the microstructural study exhibit a marked hardening on several hundred micrometers associated with a profuse twinning. Moreover, for the 4 GPa pressure a very thin surface layer of fine recrystallized grains appears. In both cases, tensile residual stresses are measured at the surface and compressive stresses beyond 10 m. The microstructure in the surface layers results of a noticeable thermal effect. The wear resistance of this stainless steel is improved by a factor 10 to 200 depending on the treatment conditions.

Résumé
Une technique de traitement de surface utilisant un explosif primaire a été utilisée sur un acier inoxydable austénitique de type 316L. Deux compositions explosives délivrant des pressions respectives de 1 GPa et 4 GPa ont été déposées en couche mince sur des échantillons plans. Les effets induits par la détonation ont été caractérisés par différentes techniques. La rugosité en surface augmente avec la pression appliquée mais reste très inférieure à celle obtenue après grenaillage. Les profils de microdureté suivant un axe perpendiculaire à la surface traitée et l'étude microstructurale montrent un écrouissage marqué sur quelques centaines de micromètres associé à un maclage important auquel s'ajoute, pour la pression de 4 GPa, une fine recristallisation en surface. Dans les deux cas, les contraintes résiduelles sont de tension en surface et passent en compression au-delà de 10 m. La microstructure des couches superficielles témoigne d'un effet thermique notable. La résistance à l'usure de cet acier est améliorée d'un facteur 10 à 200 suivant les conditions de traitement.