CA3268306A1 - Steel part for an aircraft and method for manufacturing same - Google Patents

Abstract

ABRÉGÉ Procédé de fabrication d'une pièce (10) d'acier pour aéronef, comprenant la soudure d'au moins deux éléments (12, 14) d'acier les uns avec les autres de façon à former ladite pièce (10), l'application à la pièce (10) d'un traitement de résistance comprenant une austénitisation (30) suivie d'une trempe (32) et d'au moins un revenu (34), et l'application locale, à un cordon de soudure (16) entre les au moins deux éléments (12, 14), d'un traitement d'adoucissement comprenant le chauffage du cordon de soudure (16) à une température d'adoucissement inférieure à la température Ac1 de début de transformation de ferrite en austénite de l'acier.

Description

5 10 15 20 25 30 35 WO 2024/062197 PCT/FR2023/051444 1 Piece d'acier pour aeronef et son procede de fabrication Domaine technique

[0001] Le present expose concerne Ie domaine de la metallurgie, et plus particulierement un procede de fabrication d'une piece d'acier pour aeronef. Le present expose concerne egalement une piece d'acier obtenue par ce procede. Une telle piece peut etre utilisee pour diverses applications, par exemple pour tout type d'aeronef tel qu'un avion, un helicoptere, un drone, etc., en particulier dans les trains d'atterrissage. Technique anterieure

[0002] Les pieces de structure de trains d'atterrissage des aeronefs, par exemple, peuvent etre fabriquees a partir de pieces d'acier forgees qui sont matricees, ce qui conduit a leur donner une forme globale (ou preforme), puis usinees. Ces pieces subissent ensuite integralement un ou plusieurs traitements thermiques qui leur permettent d'atteindre les caracteristiques mecaniques souhaitees.

[0003] Afin de reduire les couts de fabrication, il a ete envisage de former de telles pieces non plus a partir d'un seul lopin mais par assemblage de plusieurs elements. Toutefois, la certification des pieces ainsi obtenues posait probleme, car les zones d'assemblage constituaient des points de faiblesse sans qu'on ne sache les traiter convenablement.

[0004] II existe done un besoin pour un nouveau type de procede de fabrication d'une piece d'acier. Expose de I'invention

[0005] A cet effet, le present expose concerne un procede de fabrication d'une piece d'acier pour aeronef, comprenant la soudure d'au moins deux elements d'acier les uns avec les autres de fagon a former ladite piece, l'application a la piece d'un traitement de resistance comprenant une austenitisation suivie d'une trempe et d'au moins un revenu, puis l'application locale, a un cordon de soudure entre les au moins deux elements, d'un5 10 15 20 25 30 35 WO 2024/062197 PCT/FR2023/051444 2 traitement d'adoucissement comprenant Ie chauffage du cordon de soudure a une temperature d'adoucissement inferieure a la temperature Acl de debut de transformation de ferrite en austenite de l'acier.

[0006] Le procede s'applique en particulier aux pieces en acier faiblement allie presentant une resistance mecanique a la traction Rm superieure ou egale a 1800 MPa. II trouve par ailleurs une application particulierement interessante pour les pieces en acier forgees. Une piece d'acier forgee designe une piece en acier dont au moins I'un des elements a subi au moins une etape de forgeage.

[0007] Chaque element d'acier est soude a au moins un autre element d'acier afin qu'ensemble, les elements d'acier forment la piece d'acier. Par la suite, par souci de concision, on parlera plus simplement d'element et de piece pour designer un element d'acier et la piece d'acier. Par ailleurs, par la suite, et sauf indication contraire, par « un » ou « I' »element ou autre, on entend « au moins un » ou « l'au moins un » ou encore « chaque » element ou autre. Reciproquement, I'emploi generique du pluriel peut inclure le singulier.

[0008] Un usinage d'au moins un element peut optionnellement etre realise avant le traitement de resistance : cela facilite I'usinage, car le traitement de resistance rend I'element plus difficile a usiner. Par ailleurs, I'usinage peut etre realise avant la soudure, car il est plus facile de manipuler un element isoIe que la piece entiere. Dans I'un ou l'autre cas, on parle d'usinage prealable.

[0009] La soudure de deux elements I'un avec l'autre resulte en la formation d'un cordon de soudure a I'interface entre ces deux elements.

[0010] Le traitement de resistance, ainsi nomme en raison de sa capacite a conferer a la piece une tres haute resistance mecanique, est un traitement thermique qui comprend une austenitisation, puis une trempe, puis au moins un revenu. Le traitement de resistance est applique a la piece, c'est-a-dire au moins aux elements soudes les uns avec les autres. Le traitement de resistance peut etre applique a I'integralite de la piece.

[0011] L'austenitisation comprend le chauffage de la piece a une temperature superieure a la temperature Acl de debut de transformation de ferrite en austenite de l'acier, voire a une temperature superieure a la temperature Ac3 de fin de transformation de ferrite en austenite de l'acier.

[0012] La trempe, effectuee par exemple a l'air, a I'eau, a I'huile ou dans un bain de polymeres, permet de refroidir tres rapidement l'acier, par exemple jusqu'a une temperature sensiblement egale a la temperature ambiante, ou5 10 15 20 25 30 35 WO 2024/062197 PCT/FR2023/051444 3 plus generalement inferieure a 100°C. La trempe permet d'augmenter la resistance de l'acier.

[0013] Le revenu peut comprendre un chauffage de la piece a une temperature inferieure a la temperature Acl. Le revenu permet d'ajuster le compromis entre la resistance et la ductilite de la piece.

[0014] Le traitement de resistance peut comprendre, en outre, un traitement cryogenique, par exemple apres la trempe et/ou avant le revenu. Ce traitement comprend le maintien de la piece a une temperature inferieure ou egale a 0°C.

[0015] Le traitement d'adoucissement, ainsi nomme du fait de sa capacite a augmenter la tenacite et la resistance a la propagation de fissures, comprend le chauffage du cordon de soudure a une temperature d'adoucissement. Le fait que la temperature d'adoucissement soit inferieure a la temperature Acl evite l'austenitisation du cordon de soudure, qui annihilerait sinon les benefices du traitement de resistance. Par opposition au traitement de resistance qui est un traitement global de la piece, le traitement d'adoucissement est un traitement local qui vise essentiellement, sinon uniquement, le cordon de soudure et la zone affectee thermiquement par le soudage.

[0016] La soudure, le traitement de resistance et le traitement d'adoucissement sont effectues dans cet ordre, de sorte que le traitement de resistance beneficie aussi au cordon de soudure et que le traitement d'adoucissement ameliore encore davantage les proprietes du cordon de soudure. En d'autres termes, le traitement de resistance permet de normaliser la microstructure du cordon de soudure avant adoucissement afin d'atteindre des proprietes mecaniques optimales dans le cordon de soudure apres adoucissement.

[0017] Grace au fait que la piece subit un traitement de resistance puis que le cordon de soudure subit un traitement d'adoucissement local, les parties non soudees gardent leurs bonnes proprietes mecaniques liees au traitement de resistance et peuvent etre certifiees par les memes modes de certification que ceux employes precedemment. En outre, le traitement d'adoucissement assure au cordon de soudure une bonne resistance a la propagation des fissures, ce qui permet de certifier les parties de la piece contenant le cordon de soudure par des methodes prenant en compte des criteres tels que la propagation des fissures. Ainsi, le procede de fabrication propose permet de diminuer le cout de5 10 15 20 25 30 WO 2024/062197 PCT/FR2023/051444 4 fabrication des pieces d'acier tout en s'assurant de leurs bonnes proprietes mecaniques et de leur aptitude a etre certifiees.

[0018] Dans certains modes de realisation, pendant Ie traitement d'adoucissement, une zone de la piece comprenant Ie cordon de soudure est chauffee davantage qu'une zone de la piece eloignee du cordon de soudure. Ainsi, Ie traitement d'adoucissement est bien local, afin de ne pas degrader la resistance mecanique ou la limite d'elasticite dans des zones eloignees qui ne Ie necessitent pas. La zone eloignee peut ne pas etre chauffee du tout, et tout au plus voir sa temperature augmenter par conduction thermique depuis la zone comprenant Ie cordon de soudure. Optionnellement, un systeme d'isolation voire de refroidissement peut etre mise en place pour limiter l'augmentation de temperature de la zone eloignee.

[0019] Dans certains modes de realisation, au moins I'un des elements comprend une section localement plus epaisse dans la zone comprenant Ie cordon de soudure. Cela permet de conserver une marge pour s'assurer que malgre l'adoucissement, les contraintes maximales atteintes dans ladite zone ne depassent pas Ie niveau de resistance de cette zone. En tout etat de cause, Ie fait que Ie traitement d'adoucissement soit local evite d'impacter I'ensemble de I'element.

[0020] Dans certains modes de realisation, la temperature d'adoucissement est inferieure a la temperature Acl d'au plus 150°C. En d'autres termes, la temperature d'adoucissement est superieure ou egale a Acl-150°C et inferieure a Acl. Dans cette plage de temperatures, la resistance a la propagation des fissures peut etre significativement augmentee.

[0021] Dans certains modes de realisation, Ie traitement de resistance comprend, apres Ie revenu, un deuxieme revenu. Le revenu initial peut aussi etre appele premier revenu. Le deuxieme revenu peut etre identique ou non au premier revenu.

[0022] Dans certains modes de realisation, le procede de fabrication comprend, apres le traitement de resistance, un usinage de finition. L'usinage de finition permet de donner a la piece sa forme finale avec grande precision. Etant plus difficile a mettre en oeuvre en raison d'une plus grande resistance de la piece, l'usinage de finition peut enlever a la piece moins de matiere que l'usinage prealable, qui precede la soudure.5 10 15 20 25 30 35 WO 2024/062197 PCT/FR2023/051444 5

[0023] Dans certains modes de realisation, Ie chauffage du cordon de soudure est effectue par conduction ou par induction. La conduction peut etre mise en oeuvre a partir d'une resistance chauffante ou d'un tapis chauffant. La resistance chauffante ou Ie tapis chauffant peut etre positionne sur Ie cordon de soudure, et peut etre limite a la zone a chauffer, a ('exclusion d'autres zones de la piece (dont la condition aux limites peut etre une temperature ambiante). L'induction peut etre mise en oeuvre a l'aide d'une ou plusieurs spires disposees a distance de la piece et qui, parcourues par des courants alternatifs, creent un champ magnetique qui chauffe la piece localement. Tandis que Ie chauffage par conduction est simple a mettre en oeuvre, Ie chauffage par induction permet de s'adapter facilement a des geometries de piece complexes. Differents modes de chauffage, incluant par exemple les deux precites, peuvent en outre etre combines, par exemple pour ameliorer I'homogeneite de la temperature.

[0024] Dans certains modes de realisation, la soudure comprend au moins I'une d'une soudure par faisceau d'electrons, une soudure par laser et une soudure par friction.

[0025] Dans certains modes de realisation, la soudure des au moins deux elements est realisee sans metal d'apport. Les elements sont done aboutes I'un a l'autre sans ajout de matiere, et Ie chauffage de leur interface commune permet de les souder. II en resulte une bonne continuite de composition chimique et des proprietes mecaniques obtenues a I'issue du traitement de resistance.

[0026] Dans certains modes de realisation, l'acier a pour composition massique : de 0,38 a 0,45% de C, de 0,60 a 0,90% de Mn, de 1,45 a 1,80% de Si, de 1,65 a 2,00% de Ni, de 0,70 a 0,95% de Cr, de 0,35 a 0,50% de Mo, de 0,05 a 0,10% de V, 0,35% ou moins de Cu, 0,01% ou moins de P, 0,0010% ou moins de S, 0,0080% ou moins de Ti, 0,0050% ou moins de Nb, Ie reste etant du Fe et des impuretes inevitables. Un tel acier, symbolise 40NiSiCrMo7 selon les normes europeennes, est connu sous la reference AISI « 300M », ou encore la reference AMS « 6417-6419 ». L'acier peut aussi avoir la composition definie par la reference « AMS 6257 ». II presente des caracteristiques mecaniques elevees, une bonne resistance aux chocs et aux effets de fatigue, et se revele adapte pour des pieces d'aeronef, notamment de trains d'atterrissage.

[0027] On definit comme impuretes inevitables les elements qui ne sont pas ajoutes de maniere intentionnelle dans la composition et qui sont apportes avec5 10 15 20 25 30 WO 2024/062197 PCT/FR2023/051444 6 d'autres elements. Bien que la composition ci-dessus donne la teneur maximale de certaines impuretes telles que Ie cuivre, Ie phosphore ou Ie soufre, d'autres impuretes peuvent etre presentes telles que l'antimoine, avec une teneur massique maximale de 0,01%.

[0028] Dans certains modes de realisation, Ie procede de fabrication comprend en outre la certification de la piece d'acier par une premiere methode pour les elements et par une deuxieme methode, differente, pour la soudure entre les elements. La soudure entre les elements peut designer Ie cordon de soudure et eventuellement la zone directement adjacente. Selon un exemple, la premiere methode vise a verifier que I'element est dimensionne pour resister a des charges donnees et atteindre une duree de vie donnee en fatigue : par exemple, I'element peut etre dimensionne, entre autres, pour resister a un cas de charge limite atteignable dans Ie cycle de vie de I'element et pour lequel I'element ne doit pas subir de deformation plastique, un cas de charge ultime qui induit une sollicitation plus elevee que dans Ie cas de charge limite et pour lequel I'element ne doit pas rompre, et/ou un cycle de vie en fatigue avec une duree de vie predeterminee. Selon un exemple, la deuxieme methode vise a verifier que Ie cordon de soudure est dimensionne pour tolerer les endommagements : par exemple, Ie cordon de soudure peut etre dimensionne, entre autres, pour resister a la propagation d'une fissure suffisamment longtemps pour permettre la detection et la maintenance de la fissure, pour offrir plusieurs chemins d'effort afin d'assurer une redondance dans la transmission des efforts, et/ou encore pour presenter une forme apte a limiter la propagation des fissures. La certification, notamment la premiere methode et/ou la deuxieme methode, peut comprendre des essais physiques realises sur la piece d'acier. Ces essais physiques induent par exemple des essais de resistance a la propagation des fissures de fatigue. Dans certains modes de realisation, ces essais physiques sont realises selon la norme ASTM E647, par exemple ASTM E647-23a.

[0029] La certification mixte de la piece d'acier, par deux methodes appliquees a deux zones differentes, permet de mieux repondre aux normes de certification : cette certification mixte ou hybride s'adapte aux evolutions de la piece, grace a I'emploi d'une deuxieme methode pour la soudure entre les elements, tout en s'appuyant sur I'experience accumulee avec la premiere5 10 15 20 25 30 35 WO 2024/062197 PCT/FR2023/051444 7 methode pour les elements d'acier, dont la fabrication fait intervenir des methodes maitrisees.

[0030] Le present expose concerne egalement une piece d'acier pour aeronef, en particulier pour train d'atterrissage d'aeronef, realisee par le procede de fabrication precedemment decrit. La piece peut avoir des caracteristiques qui decoulent de tout ou partie des caracteristiques du procede presentees precedemment.

[0031] Dans certains modes de realisation, la tenacite d'une zone de la piece comprenant le cordon de soudure est superieure ou egale a 80 MPaVm, de preference a 90 MPaVm, de preference encore a 100 MPaVm. La resistance de cette zone a la propagation de fissures est done tres bonne. La tenacite peut etre mesuree de maniere connue en soi par I'homme du metier, par exemple selon la norme ASTM E399-22. Breve description des dessins

[0032] D’autres caracteristiques et avantages de I’objet du present expose ressortiront de la description suivante de modes de realisation, donnes a titre d’exemples non limitatifs, en reference aux figures annexees.

[0033] La figure 1 represente schematiquement des etapes d'un procede de fabrication selon un mode de realisation.

[0034] La figure 2 est un graphe temps-temperature illustrant un exemple d'un traitement de resistance. Description detaillee

[0035] Un procede de fabrication d'une piece 10 d'acier pour aeronef selon un mode de realisation est decrit en reference aux figures 1 et 2. Sur la figure 1, on a represente schematiquement deux elements d'acier, par exemple forges, a savoir un premier element 12 et un deuxieme element 14 (collectivement designes comme les elements 12, 14), destines a etre assembles I'un a l'autre afin de former la piece 10. Toutefois, davantage d'elements peuvent etre prevus.

[0036] Les elements 12, 14 sont ici de composition identique. Alternativement, des elements de compositions differentes peuvent etre fournis,5 10 15 20 25 30 35 WO 2024/062197 PCT/FR2023/051444 8 des lors que leur difference de composition reste compatible avec l'assemblage par soudure qui sera decrit ulterieurement.

[0037] Plus particulierement, les elements 12, 14 sont ici en acier 300M, dont la composition a ete donnee precedemment. Cet acier a une temperature Acl de debut de transformation de ferrite en austenite de 725°C et une temperature Ac3 de fin de transformation de ferrite en austenite de 870°C.

[0038] Les elements 12, 14 peuvent etre fournis a I'etat normalise revenu. Selon un exemple, la normalisation comprend l'austenitisation de l'acier puis son refroidissement a l'air afin de recristalliser Ie grain issu de la transformation thermomecanique a chaud et de remettre en solution la cementite pour maftriser ensuite sa distribution. Selon un exemple, Ie revenu comprend Ie chauffage de l'acier a une temperature generalement comprise entre 650 et 720°C, en tout cas inferieure a la temperature Acl, afin d'ameliorer son usinabilite. A I'etat normalise revenu, les elements peuvent avoir une resistance a la traction Rm d'environ 1100 MPa.

[0039] Au moins I'un des elements 12, 14 peut subir un usinage prealable, par exemple si I'element en question est initialement fourni sous forme d'ebauche. La forme de barre illustree sur la figure 1 est purement schematique.

[0040] Comme indique precedemment, Ie procede de fabrication comprend la soudure des elements 12, 14 les uns avec les autres de fagon a former la piece 10. L'operation de soudure conduit a la creation d'un cordon de soudure 16 a I'interface soudee entre Ie premier element 12 et Ie deuxieme element 14.

[0041] Par exemple, la soudure peut etre realisee par faisceau d'electrons, par laser et/ou par friction, notamment par friction rotative inertielle. Ces procedes de soudure sont, en eux-memes, connus, et ne seront pas decrits davantage. Plus generalement, la soudure peut etre realisee sans metal d'apport, ce qui garantit une bonne maitrise de la composition du cordon de soudure 16.

[0042] Apres la soudure, un traitement de resistance est applique a la piece 10. Comme schematise sur la figure 1, Ie traitement de resistance peut etre applique a la piece 10 entiere, par exemple en plagant la piece 10 entiere dans un equipement thermique 20 approprie. A tout Ie moins, Ie traitement de resistance est applique au moins au premier element 12, au deuxieme element 14 et au cordon de soudure 16, de preference simultanement.5 10 15 20 25 30 WO 2024/062197 PCT/FR2023/051444 9

[0043] Le traitement de resistance est plus particulierement illustre sur la figure 2, qui represente, en fonction du temps, les temperatures auxquelles est soumise la piece 10. La figure 2 est schematique, de sorte que les temperatures et les durees representees peuvent ne pas etre a I'echelle ni coherentes d'un traitement thermique a l'autre. L'origine des ordonnees est la temperature ambiante, typiquement comprise entre 20 et 25°C.

[0044] Le traitement de resistance comprend une austenitisation 30 : la piece 10 est maintenue a une temperature superieure a la temperature Acl, par exemple superieure a 800°C pour l'acier 300M, pendant une duree de 25 minutes a 9 heures de fagon a transformer la ferrite des elements 12, 14 et du cordon de soudure 16 en austenite. Dans le present expose, les temperatures donnees designent les temperatures d'enceintes dans lesquelles le composant a trailer est maintenu.

[0045] Apres l'austenitisation, la piece 10 subit une trempe 32 : elle est piongee dans un milieu (air, eau, huile, polymeres, etc.) beaucoup plus froid pour se refroidir, typiquement a une vitesse moyenne superieure ou egale a 0,8°C/s sur I'intervalle 800°C-100°C. Selon un mode de realisation particulier, au cours de la trempe, la piece peut etre refroidie rapidement, par exemple a une vitesse moyenne superieure ou egale a 0,8°C/s, jusqu'a une temperature comprise entre 150°C et 300°C, puis maintenue a cette temperature pendant une duree d'au moins 10 minutes. Suite a la trempe, la temperature de la piece est a nouveau augmentee pour soumettre la piece 10 a un premier revenu 34. La temperature de la piece 10 pendant le revenu 34 reste inferieure a la temperature Acl. Par exemple, pendant le premier revenu 34, la piece 10 peut etre maintenue a une temperature comprise entre 290°C et 310°C pendant une duree comprise entre 2 heures et 12 heures. Le premier revenu 34 peut etre suivi d'un deuxieme revenu 36, identique ou different du premier revenu 34. Entre le premier revenu 34 et le deuxieme revenu 36, la temperature de la piece 10 peut etre redescendue sensiblement a la temperature ambiante.

[0046] A I'issue du traitement de resistance, toute la piece 10, y compris les elements 12, 14 et le cordon de soudure 16, est a un etat homogene, avec des caracteristiques mecaniques de tres haute resistance a la fois statique et en fatigue. Toutefois, la resistance a la propagation de fissure peut etre relativement faible. Bien que cela ne soit pas une difficulte pour les elements5 10 15 20 25 30 WO 2024/062197 PCT/FR2023/051444 10 12, 14, pour lesquels une grande experience a ete accumulee, cela peut poser probleme pour la certification du cordon de soudure 16.

[0047] A cette fin, Ie procede de fabrication comprend ('application locale, au cordon de soudure 16, d'un traitement d'adoucissement comprenant Ie chauffage du cordon de soudure 16 a une temperature d'adoucissement inferieure a la temperature Acl. Toutefois, afin d'ameliorer suffisamment la resistance a la propagation de fissures, la temperature d'adoucissement peut etre relativement proche de la temperature Acl, par exemple superieure ou egale a Acl-150°C (par exemple, superieure ou egale a 600°C). De preference, la temperature d'adoucissement peut etre comprise entre Acl-125°C et Acl- 25°C. Le controle de la temperature d'adoucissement peut etre realise en reference a des essais preambles sur des pieces instrumentees de capteurs de temperature, par exemple des thermocouples et/ou des pyrometres. Le cordon de soudure 16 peut etre maintenu a la temperature d'adoucissement pendant une duree comprise entre 5 minutes et 15 heures, selon la duree prevue pour l'adoucissement : plus la temperature est elevee, plus l'adoucissement est rapide.

[0048] Comme illustre sur la figure 1, un equipement local 22 peut etre prevu pour chauffer davantage une zone de la piece 10 comprenant le cordon de soudure 16 qu'une zone de la piece 10 eloignee du cordon de soudure 16. L'equipement local 22 peut comprendre un chauffage de type resistance chauffante ou tapis chauffant, qui est plaque sur la zone comprenant le cordon de soudure 16 afin de chauffer la piece 10 par conduction. Alternativement ou en complement, l'equipement local 22 peut comprendre une spire conductrice, positionnee par exemple coaxialement autour de la piece 10 et au droit du cordon de soudure 16 ; en etant parcourue par des courants alternatifs, la spire cree un champ magnetique local qui induit des courants dans la piece 10 afin de la chauffer par induction.

[0049] Bien que la figure 1 illustre le cas d'un equipement local 22 place autour de la piece 10, l'equipement local 22 peut, alternativement ou en complement, etre place a I'interieur de la piece 10 le cas echeant, par exemple lorsque la piece 10 est creuse. Par ailleurs, en alternative a l'equipement local 22, le traitement d'adoucissement peut etre applique localement en plagant la piece 10 dans un four, y compris au moins une zone ne comprenant pas le5 10 15 20 25 30 35 WO 2024/062197 PCT/FR2023/051444 11 cordon de soudure, tout en assurant un refroidissement localise de ladite au moins une zone de la piece 10.

[0050] Le procede de fabrication peut, si necessaire, comprendre d'autres etapes d'usinage a la suite du traitement d'adoucissement. Cet usinage de finition concerne generalement les operations qui requierent une precision incompatible avec le fait de les effectuer avant le traitement de resistance et/ou le traitement d'adoucissement.

[0051] La piece 10 ainsi obtenue peut etre utilisee pour un aeronef, par exemple pour un train d'atterrissage. Grace au fait qu'un traitement d'adoucissement s'ajoute aux autres traitements prevus, la tenacite d'une zone de la piece 10 comprenant le cordon de soudure 16 est augmentee, ce qui a pour effet de reduire la propagation des fissures dans le cordon de soudure 16. Par exemple, la tenacite d'une zone de la piece comprenant le cordon de soudure 16 peut etre superieure ou egale a 80 MPa.Vm, de preference a 90 MPa.Vm, de preference encore a 100 MPa.Vm.

[0052] Le procede de fabrication peut en outre comprendre la certification de la piece 10. Une premiere methode 24 de certification peut etre utilisee pour certifier les elements 12, 14, tandis qu'une deuxieme methode 26 de certification, differente de la premiere methode 24, peut etre utilisee pour certifier le cordon de soudure 16.

[0053] Selon un exemple, la premiere methode 24 peut comprendre la verification du fait que les elements 12, 14 sont dimensionnes pour resister a un cas de charge limite, un cas de charge ultime et/ou un certain cycle de vie en fatigue, comme detaille precedemment. Pour le cas de charge limite, les elements 12, 14 ne doivent pas subir de deformation plastique qui pourrait empecher un fonctionnement en toute securite. Le cas de charge ultime est base sur des efforts qui n'interviennent pas en fonctionnement normal et qui sont superieurs, par exemple de 50%, a ceux utilises pour dimensionner le cas de charge limite. Enfin, le cycle de vie en fatigue peut etre predetermine, par exemple defini par l'avionneur. Typiquement, un composant de train d'atterrissage doit pouvoir supporter 60 000 atterrissages ou decollages. Ainsi, la premiere methode 24 peut comprendre des essais physiques.

[0054] En pratique, la premiere methode 24 peut etre validee par comparaison avec I'experience acquise sur des elements 12, 14 similaires, ce qui favorise la valorisation de I'experience et accelere les certifications.5 10 15 20 25 30 WO 2024/062197 PCT/FR2023/051444 12

[0055] Selon un exemple, la deuxieme methode 26 peut comprendre la verification du fait que Ie cordon de soudure 16 est dimensionne pour tolerer des endommagements. Grace au traitement d'adoucissement, non seulement Ie cordon de soudure 16 limite la propagation des fissures en son sein (a iso¬ effort, la fissure se propage d'une longueur plus faible), mais de plus, il contribue a arreter la propagation des fissures qui se seraient initiees dans I'un des elements 12, 14. Ainsi, la deuxieme methode 26 peut comprendre des essais physiques.

[0056] Des exemples concrets de mise en oeuvre du procede de fabrication sont detailles ci-dessous.

[0057] Dans un premier exemple, les deux elements 12, 14 sont des cylindres de revolution creux d'acier 300M forges, de composition massique 0,415% de C, 0,79% de Mn, 1,68% de Si, 1,76% de Ni, 0,81% de Cr, 0,39% de Mo, 0,068% de V, 0,07% de Cu, 0,005% de P, 0,0006% de S. La soudure des deux elements 12, 14 est realisee par faisceau d'electrons. L'austenitisation comprend Ie maintien de la piece 10 dans un four a une temperature de 870° pendant 45 minutes. La piece 10 est trempee a I'huile jusqu'a 30°C puis revenue deux fois avec un maintien a 300°C pendant deux heures.

[0058] Ensuite, de preference apres retour de la piece a temperature ambiante, une resistance chauffante est appliquee sur Ie cordon de soudure 16 de fagon a maintenir Ie cordon de soudure a 635°C pendant une heure.

[0059] Lors d'essais, on mesure une tenacite comprise entre 90 MPaVm et 130 MPaVm selon les dimensions de la piece et les temperatures effectives d'adoucissement.

[0060] Dans un deuxieme exemple, Ie meme procede peut etre mis en oeuvre avec l'alliage 35NCD16 (norme AFNOR), de composition massique 0,32% a 0,39% de C, 0,30% a 0,60% de Mn, 0, 10% a 0,40% de Si, 3,60% a 4,10% de Ni, 1,60% a 2,00% de Cr, 0,25% a 0,40% de Mo, 0,035% ou moins de P, 0,0035% ou moins de S, selon les memes parametres.

[0061] Bien que la presente description se refere a des exemples de realisation specifiques, des modifications peuvent etre apportees a ces exemples sans sortir de la portee generale de I’invention telle que definie par les revendications. En outre, des caracteristiques individuelles des differents modes de realisation illustres ou mentionnes peuvent etre combinees dans desWO 2024/062197 13 PCT/FR2023/051444 modes de realisation additionnels. Par consequent, la description et les dessins doivent etre consideres dans un sens illustratif plutot que restrictif.

Claims

5 10 15 20 25 30 35 WO 2024/062197 PCT/FR2023/051444 14 REVENDICATIONS [Revendication 1] Procede de fabrication d'une piece (10) d'acier pour aeronef, comprenant la soudure d'au moins deux elements (12, 14) d'acier les uns avec les autres de fagon a former ladite piece (10), l'application a la piece (10) d'un traitement de resistance comprenant une austenitisation (30) suivie d'une trempe (32) et d'au moins un revenu (34), puis l'application locale, a un cordon de soudure (16) entre les au moins deux elements (12, 14), d'un traitement d'adoucissement comprenant Ie chauffage du cordon de soudure (16) a une temperature d'adoucissement inferieure a la temperature Acl de debut de transformation de ferrite en austenite de l'acier. [Revendication 2] Procede de fabrication selon la revendication 1, dans lequel pendant Ie traitement d'adoucissement, une zone de la piece (10) comprenant Ie cordon de soudure (16) est chauffee davantage qu'une zone de la piece (10) eloignee du cordon de soudure (16). [Revendication 3] Procede de fabrication selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la temperature d'adoucissement est inferieure a la temperature Acl d'au plus 150°C. [Revendication 4] Procede de fabrication selon I'une quelconque des revendications 1a 3, dans lequel Ie traitement de resistance comprend, apres Ie revenu (34), un deuxieme revenu (36). [Revendication 5] Procede de fabrication selon I'une quelconque des revendications 1 a 4, dans lequel Ie chauffage du cordon de soudure (16) est effectue par conduction, en particulier a partir d'une resistance chauffante ou d'un tapis chauffant, ou par induction. [Revendication 6] Procede de fabrication selon I'une quelconque des revendications 1 a 5, dans lequel la soudure comprend au moins I'une d'une soudure par faisceau d'electrons, une soudure par laser et une soudure par friction. [Revendication 7] Procede de fabrication selon I'une quelconque des revendications 1 a 6, dans lequel la soudure des au moins deux elements est realisee sans metal d'apport. [Revendication 8] Procede de fabrication selon I'une quelconque des revendications 1 a 7, dans lequel l'acier a pour composition massique : de 0,38 a 0,45% de C, de 0,60 a 0,90% de Mn, de 1,45 a 1,80% de Si, de 1,65 aWO 2024/062197 PCT/FR2023/051444 15 2,00% de Ni, de 0,70 a 0,95% de Cr, de 0,35 a 0,50% de Mo, de 0,05 a 0,10% de V, 0,35% ou moins de Cu, 0,01% ou moins de P, 0,0010% ou moins de S, 0,0080% ou moins de Ti, 0,0050% ou moins de Nb, Ie reste etant du Fe et des impuretes inevitables. 5 [Revendication 9] Procede de fabrication selon I'une quelconque des revendications 1 a 8, comprenant en outre la certification de la piece (10) d'acier par une premiere methode (24) pour les elements (12, 14) et par une deuxieme methode (26), differente, pour la soudure entre les elements (12, 14). 10 [Revendication 10] Piece (10) d'acier pour aeronef, en particulier pour train d'atterrissage d'aeronef, realisee par Ie procede de fabrication de I'une quelconque des revendications 1 a 9. [Revendication 11] Piece (10) d'acier selon la revendication 10, dans laquelle la tenacite d'une zone de la piece comprenant Ie cordon de soudure (16) est 15 superieure ou egale a 80 MPaVm, de preference a 90 MPaVm, de preference encore a 100 MPaVm.