Effet des couples métalliques et du courant électrique sur la dégradation en méso-fretting

De nos jours, la technologie de surface ne cesse d'avancer à la recherche de nouvelles performances tribologiques des systèmes oscillants en contact. Les contraintes augmentant et les exigences environnementales se multipliant, le rôle de la surface devient de plus en plus déterminant. Ce travail de recherche porte sur l'étude du comportement à la dégradation des couples de matériaux métalliques sous micro frottement. Cet objectif passe par l'identification et la compréhension des mécanismes responsables de la dégradation. L'étude a été développée sur les trois stades de frottement: le fretting, le méso-fretting et le frottement à basse amplitude jusqu'à 400µm. Les couples testés incluent les combinaisons des matériaux suivants: acier à hautes performances en usure de la nuance AISI 52100, l'acier inoxydable austénitique 316L, l'alliage d'aluminium de corroyage 6061T6 et le cuivre pur. Les essais ont été effectués à 20000 cycles sous une charge de contact constante de 72gf et une fréquence de 1Hz. La géométrie de contact utilisée est un système bille-plaque. L'effet du courant électrique a aussi été étudié. Les outils de caractérisation de surface comme le microduromètre Vickers, le microscope optique (MO) et le microscope électronique à balayage (MEB) ont été utilisés pour caractériser les traces d'usure. À la lumière des résultats d'usure obtenus, il ressort que le facteur compatibilité chimique, le rapport relatif des duretés et le phénomène de la consolidation régissent la tenue à la dégradation. L'amplitude du mouvement a, en particulier, une grande influence sur l'évolution de l'usure quelque soit la nature du couple. Il a aussi été conclu que la variation du taux d'usure en fonction de l'amplitude de vibration pour chaque couple possède une allure qui est très sensiblement la même. Un formalisme mathématique décrivant ce phénomène physique a été élaboré. L'effet du courant est important quand l'amplitude du mouvement est grande. Cependant, l'usure relative est grande sous courant en fretting. On attribue cet effet au rapport de la densité du courant électrique à l'amplitude de glissement. Ce rapport s'est avéré être très élevé en fretting à comparer aux deux autres stades. Aussi, pour une amplitude de mouvement constante en frottement à basse amplitude, une forte corrélation linéaire set établie entre le taux de dégradation et l'intensité du courant électrique