Détermination des contraintes résiduelles par diffraction des rayons X dans des alliages d'aluminium utilisés dans l'industrie automobile

Abstract
The influence of thermal treatment on mechanical stress state of Al alloy samples and cylinder head have been study by X ray diffraction. The experimental difficulties produced by an important grain size of the alloys led us to the optimization of the parameters of the X ray diffraction setup. The systematic study of the factors influence would imply a prohibitive number of experiments, whereas the methodology of Taguchi experiment plans allows a definition of each factor role and of optional conditions of the X ray diffraction setup with a very low number of experiments. Then the minimization of the uncertainty on stress results has been reached. In the case of cylinder head, after quench, the stress state is heterogeneous ( ) and a strong anisotropy is evidenced. The thermal annealing generates an homogenization of the stress state and a decreasing of its amplitude. This is in good accordance with the results obtained from the thermo-mechanical model used.

Résumé
Cette étude s'inscrit dans le cadre de la maîtrise des procédés de traitement thermique des alliages d'aluminium utilisés dans l'industrie automobile. Nous avons caractérisé par diffraction des rayons X, l'état mécanique d'éprouvettes et de culasses en aluminium à différents stades de traitement. L'application de la méthodologie des plans d'expériences Taguchi, nous a permis d'optimiser les paramètres de mesures afin d'obtenir des valeurs de contraintes avec une très faible incertitude. Après trempe, le champ de contraintes est hétérogène ( MPa) et fortement anisotrope dans le cas des zones analysées sur culasse. Après revenu, on constate un abaissement moyen des contraintes de 40MPa ainsi qu'une homogénéisation de l'état mécanique. Ces résultats expérimentaux sont en bon accord avec le modèle thermo-mécanique utilisé.