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article technique
EuroWire – Mai 2011
Aspect
Nom
Morphologie et caractéristiques
Croûte
Empreinte à feuille; la barre est frottée jusqu’à
obtenir une surface lisse
Fissure
transversale
Fissure perpendiculaire à la direction de
laminage
Bosse
Fissures en forme d’écailles sur la surface
Éraflure
Fissure concave due à éraflure dans la direction
de laminage
Laminé dans
le matériau
Entaille résultant de la pression exercée contre
des substances étrangères telles que des
fragments de métal
Remplissage
excessif
Défaut dû à un entaillage continu dans la
direction de laminage
▲
▲
Figure 7
:
Déformation de la maille après des opérations répétées de tréfilage du fil avec matériau étranger sur la
surface, examinée moyennant FEM
▲
▲
Tableau 2
:
Classification des fissures superficielles dans le fil
7
▲
▲
Figure 8
:
Modèle de tréfilage du fil
▼
▼
Figure 9
:
Diagramme d’écrouissage du fil d’acier
inoxydable testé
Direction du tréfilage
A)
Fil de base
B) 1 pas
C) 2 pas
Fissure
transversale
A
0
A
1
est une zone à section
transversale avant et après
le processus
Filière
Fissure
Direction
de tréfilage
même dans le cas d’opérations de tréfilage
répétées. Cela entraîne une valeur de Di/
Do élevée, qui augmente l’effort et la
probabilité de rupture du fil.
4. Analyse d’un fil tréfilé avec fissures
superficielles
Les fissures superficielles se développent
sur les barres ou sur les fils dan le cas
d’opérations de coulée, de laminage
à chaud, de tréfilage ou de transport
effectuées de façon incorrecte, ou à cause
de l’enroulement impropre des fils
6
.
Les
fissures
superficielles
qui
se
développent sur le fil machine durant le
laminage vertical sont classées comme
indiqué
7
au
Tableau 2
; toutefois il n’existe
pas une solution claire pour ce problème.
En effet il existe un petit nombre d’études
concernant les fissures superficielles qui se
sont produites durant le tréfilage.
8–11
Dans cette étude, des fils machine qui ont
développé des fissures circonférentielles
durant la coulée continue et le laminage,
ont été utilisés comme fil de base et tréfilés
à plusieurs reprises.
L’augmentation
et
l’élimination
de
ces fissures ont été analysées dans les
expériences et au moyen de l’analyse FEM.
Le fil machine d’acier inoxydable (SUS304)
a été frotté mécaniquement dans la
direction axiale en utilisant un tour et
ensuite analysé au moyen d’expériences et
de la méthode FEM.
On a utilisé les fils machine marqués
mécaniquement de façon à obtenir
des fissures en forme de V, concaves
et en forme de U dans la direction
circonférentielle.
Pour Cette étude, on a utilisé le logiciel FEM
MSC/Marc Mentat 2008 R1. Les
Figures 8
et
9
, et le
Tableau 3
montrent respectivement
le modèle utilisé dans l’analyse FEM, la
constante du matériau et les paramètres
de la fissure en forme de V.
Le coefficient de frottement (µ) a été
fixé à 0,05. En outre, un modèle à axes
symétriques a été adopté pour l’analyse
FEM afin de réduire les temps de calcul.
4.1 Comparaison des résultats de
l’expérience et de l’analyse FEM
Une fissure a été réalisée d’une profondeur
de h=0,8mm (8%) dans un fil de 8mm de
diamètre et son changement de forme a
été analysé du point de vue expérimental
et analytique après chaque pas de
tréfilage.
La fissure initiale dans le fil de base
présentait une forme en V asymétrique.
La forme de la fissure initiale a été
observée en utilisant un microscope, et un
fil de base a été modelé avec une fissure
de la même forme avec l’analyse FEM. Il
est évident que le résultat de l’analyse FEM
concorde avec le résultat expérimental.
Comme illustré à la
Figura 10
, il semble
que la fissure ait été éliminée puisque le
côté AB est poussé vers le haut à l’intérieur
du fil; toutefois, le côté BC de la fissure est
incliné de façon à dépasser le côté AB, en
formant une fissure superposée (défaut).
Déformation
Contrainte (MPa)