Dr. Prepper — Édition 5
Contrainte résiduelle de compression générée par le procédé de bristle blasting et implications pour la fissuration par corrosion sous contrainte
Dans cette 5e édition, Dr. Prepper présente les résumés des travaux du professeur Stango publiés par NACE International, qui traitent des aspects clés des surfaces générées par le procédé de bristle blasting.
Les différences importantes entre les procédés à stries (p. ex. meulage ou brossage mécanique) et les procédés à cratères (p. ex. sablage abrasif ou bristle blasting) y sont examinées. Une attention particulière est portée aux contraintes résiduelles de compression générées lors du procédé de bristle blasting et à leurs répercussions sur la durée de vie des composants.
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La préparation de surface à stries se caractérise par des rayures dues à la durée prolongée du contact glissant entre le média abrasif et la surface métallique. Les surfaces des pièces sont ainsi soumises à des taux d'enlèvement de matière et à un échauffement par friction plus élevés.
Une température excessive peut même entraîner des marques de brûlure, également appelées brûlures de rectification, et est connue pour créer une contrainte résiduelle de traction extrême qui réduit la durée de vie des composants et augmente la sensibilité à la fissuration par corrosion sous contrainte (CSC). 1
À l'inverse, les procédés à cratères génèrent un échauffement par friction minimal et créent des profils d'ancrage jugés essentiels pour l'adhérence et la stabilité ultérieures des revêtements de protection appliqués. La fragmentation de la surface constitue la base de l'élimination de la rouille et de la mise à nu du métal de base sous-jacent.
Autrement dit, grâce à ces micro-indentations, les surfaces sont nettoyées et profilées simultanément. De plus, la contrainte résiduelle de compression induite dans la pièce est vérifiable jusqu'à une profondeur importante sous la surface (fig. 1). 1
Figure 1 : micrographie en coupe montrant la couche travaillée et 100 µm de substrat intact d'une surface traitée par bristle blasting (acier ABS-A) 2
Stango a usiné un acier de construction navale courant (ABS-A) au moyen du procédé de bristle blasting et a étudié en détail les contraintes longitudinales et transversales qui en résultent, par diffraction des rayons X. Toutes deux suivent une évolution similaire et atteignent la contrainte résiduelle de compression maximale aux alentours de 30 – 50 μm.
La fig. 2 montre que la contrainte résiduelle de compression est mesurable jusqu'à une profondeur d'environ 300 μm avant normalisation. Stango en déduit une amélioration de la durée de vie des composants, grâce à une meilleure résistance à la propagation des fissures, ainsi qu'un retardement de l'apparition de la fissuration par corrosion sous contrainte. 3
Figure 2 : contraintes résiduelles mesurées par diffraction des rayons X sur une surface traitée par bristle blasting (acier ABS-A) 2
RÉFÉRENCES : Stango, R.J., « Compressive Residual Stress Generated by Bristle Blasting Process with Implication upon SCC ». In NACE Corrosion Conference 2014, San Antonio, Paper no. C2014-5152, page 3. Ibid., page 4. Ibid., page 4.
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