Étude des effets des paramètres de fabrication additive et de post-traitement thermique sur la microstructure et les performances mécaniques des aciers inoxydables : investigation, modélisation et optimisation des performances des aciers inoxydables en fonction des paramètres du procédé de fusion sélective par laser et des paramètres de post-traitement thermique

Mansoura, Asma (2022). Étude des effets des paramètres de fabrication additive et de post-traitement thermique sur la microstructure et les performances mécaniques des aciers inoxydables : investigation, modélisation et optimisation des performances des aciers inoxydables en fonction des paramètres du procédé de fusion sélective par laser et des paramètres de post-traitement thermique. Mémoire. Rimouski, Université du Québec à Rimouski, Département de mathématiques, informatique et génie, 141 p.

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Résumé

RÉSUMÉ : Les aciers inoxydables sont parmi les alliages les plus appréciés pour la fabrication additive vu leurs propriétés attrayantes et leur large gamme d'applications. En raison de l'histoire thermique compliquée et de taux de refroidissement élevé, la fusion sélective au laser (SLM) a introduit une microstructure hors équilibre, qui contrôle le comportement mécanique. De plus, un choix inapproprié des paramètres de fabrication conduit à la formation de défauts et affecte la qualité de la pièce finale. Cette étude vise à fournir une compréhension approfondie de la corrélation entre le processus, la microstructure et les propriétés de l'acier inoxydable fabriqué par SLM afin de mieux contrôler et optimiser ces propriétés. La première partie de ce mémoire présente une revue de littérature de la microstructure, du comportement mécanique, de la résistance à la fatigue, ainsi que de la résistance à la corrosion des aciers inoxydables fabriqués par SLM. Cette revue met en évidence la capacité du procédé SLM à produire des composants en acier inoxydable de haute performance et souligne les perspectives et les limites dans ce domaine. Le but de la deuxième partie est d'élucider l'influence des paramètres de procédé sur la densité, la rugosité de surface et les propriétés mécaniques de l'acier inoxydable 316L fabriqué par SLM. Une méthodologie systématique basée sur la méthode de Taguchi, l'analyse de variance et la méthode de surface de réponse a été utilisée pour déterminer les facteurs significatifs et développer des modèles prédictifs pour les variables de réponse en fonction de ces facteurs. La troisième partie utilise une approche similaire pour étudier l'influence des paramètres de post-traitement thermique sur la microstructure et la microdureté des aciers inoxydables 15-5 PH. Les résultats de ce projet de recherche peuvent être utilisés comme outils de conception pour prédire et optimiser avec précision les performances des aciers inoxydables fabriqués par SLM. -- Mot(s) clé(s) en français : Fabrication additive, Fusion sélective au laser, Acier inoxydable, Taguchi, ANOVA. --
ABSTRACT : Stainless steels are among the most popular alloys for additive manufacturing owing to their attractive properties and their wide range of applications. Because of the complicated thermal history and high cooling rate, Selective Laser Melting (SLM) introduced a unique out-of-equilibrium microstructure, which controls the mechanical behavior. Moreover, inappropriate choice of processing parameters leads to defect formation and affects final part quality. This study aims to provide a deep understanding of the correlation between process, microstructure, and properties of SLM processed stainless steel in order to better control and optimize these properties. The first part of this thesis presents a review of the microstructure, mechanical and fatigue behavior, as well as corrosion resistance of stainless steels manufactured using SLM. This review highlights the capability of the SLM process to produce high-performance stainless steel components and sheds light on the perspectives and limitations in this field. The purpose of the second part is to elucidate the influence of process parameters on density, surface roughness, and mechanical properties of SLM-processed 316L stainless steel. A systematic methodology based on Taguchi design, Analysis of Variance, and Response Surface Method has been employed to determine the significant factors and develop predictive models for response variables with respect to these factors. The third part uses a similar approach to investigate the influence of post-heat treatment parameters on the microstructure and microhardness of 15-5 PH stainless steels. The findings of this research can be used as design tools to accurately predict and optimize the performance of SLM-processed stainless steels. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Additive Manufacturing, Selective Laser Melting, Stainless steel, Taguchi, ANOVA.

Type de document :	Thèse ou mémoire de l'UQAR (Mémoire)
Directeur(trice) de mémoire/thèse :	Barka, Noureddine
Information complémentaire :	Mémoire présenté dans le cadre du programme de maîtrise en ingénierie en vue de l'obtention du grade de maître ès sciences appliquées (M. Sc. A.).
Mots-clés :	Acier inoxydable; Fabrication additive; Fusion; Fusion sélective au laser; Traitement thermique.
Départements et unités départementales :	Département de mathématiques, informatique et génie > Génie
Déposé par :	DIUQAR UQAR
Date de dépôt :	18 mai 2023 18:33
Dernière modification :	18 mai 2023 18:33
URI :	https://semaphore.uqar.ca/id/eprint/2323

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