Traitement de surface par explosif du cuivre polycristallin : caractérisation microstructurale et comportement en fatigue plastique

(Reçu le 11 avril 1991, révisé le 14 juin 1991, accepté le 24 juin 1991)

Abstract
A new surface treatment technique with a primary explosive deposited in thin layer was applied to a polycrystalline pure copper. After treatment, surface roughness remains of high quality especially when compared to shot peened surfaces. The treated zone extends over several hundreds microns in depth and the microhardness profile exhibits a significant increasing of hardness with a maximum reaching 100% at the surface. The transmission electron microscopy shows a microstructure which changes with depth : below the surface, there is a thin recrystallized layer with very small grains followed by a region with numerous mechanical twins the density of which decreases when depth increases. Tested in fatigue with a constant plastic strain amplitude, the treated copper specimens exhibit a strong hardening from the first cycles compared to the untreated specimen ; however this initial hardening erases after 2% of the fatigue life. The fatigue resistance is not modified by the treatment.

Résumé
Une nouvelle technique de traitement de surface à l'aide d'un explosif primaire déposé en couche mince a été utilisée sur du cuivre pur polycristallin. L'état de surface après traitement reste de très bonne qualité, surtout comparé aux surfaces grenaillées. La zone traitée s'étend sur une profondeur de quelques centaines de microns et le profil de microdureté montre une importante augmentation de dureté avec un maximum en surface pouvant atteindre 100%. La micrcrostructure, observée par microscopie électronique en transmission, est caractérisée par une fine recristallisation en surface, puis par un abondant maclage dont la densité décroît lorsque la profondeur augmente. Testé en fatigue à déformation plastique imposée, le cuivre traité présente un fort écrouissage initial dès les premiers cycles, mais qui s'efface progressivement au cours du cyclage après 2% de la durée de vie, cette dernière n'étant pas modifiée par le traitement.