Le procédé de fusion laser sur lit de poudre offre de nouvelles possibilités quant à la conception de pièces métalliques fonctionnelles. L'argument fort de la Fabrication Additive (FA) réside dans la production de pièces dites « near netshape », des pièces aux dimensions proches de la pièce finale et nécessitant peu d'usinage. Ces dernières années, de nombreuses études ont permis de mieux comprendre l'impact des paramètres machines sur la géométrie de la pièce finale, son état de surface ou encore les microstructures induites. Il reste cependant tout un travail à réaliser au sujet de la durabilité de ces matériaux élaborés par ce procédé, et notamment en corrosion et corrosion sous contrainte (CSC).

Dans le cadre de ces travaux, le matériau d'étude est l'acier inoxydable martensitique 17-4PH, un acier durci par précipitation fine de cuivre (Precipitation Hardened). Afin de mettre en évidence l'influence du procédé sur les propriétés du 17-4PH, ce même alliage, mais obtenu par un procédé conventionnel (PC), sera étudié et servira de référence. Ces deux matériaux seront comparés dans un même état métallurgique, comme l'état « H900 », qui correspond à une mise en solution à 1040°C suivie d'un revenu à 480°C pendant 1 heure. Les microstructures, mais aussi les défauts générés, ont été caractérisés par le biais de différentes techniques allant de la microscopie optique à la microscopie électronique en transmission. Les propriétés mécaniques de ces matériaux ont été évaluées par des essais de dureté Vickers ainsi que des essais de traction uni-axiale. Une attention particulière a été portée à l'influence de la vitesse de déformation au cours de ces essais. Enfin, des essais de corrosion et de CSC ont été réalisés dans un milieu NaCl 3,5% massique. Pour la CSC, deux études préliminaires ont été réalisées, la première visant à comprendre l'influence d'une pré-déformation mécanique sur la sensibilité à la corrosion du matériau, tandis que la seconde avait pour rôle de comprendre l'impact d'un endommagement en corrosion sur les propriétés mécaniques du matériau. Ces essais ont été couplés à des observations de faciès de rupture et du fût des éprouvettes.

Tout d'abord, la microstructure du 17-4PH issu de la FA, brut de lasage, laisse apparaître l'héritage du procédé, avec l'empilement des bains de fusion sur les plans parallèles à la direction de fabrication ainsi que les trajectoires du laser sur le plan perpendiculaire. Toutefois, une fois le traitement thermique appliqué, les matériaux issus de la FA et du PC présentent des grains de morphologie et de diamètre équivalent comparables, avec des lattes de martensite facilement observables après l'utilisation du réactif adéquat pour les révéler. Il est intéressant de soulever 3 points, mis en évidence par une caractérisation plus fine : la présence de porosités et de zones qui témoignent d'un manque local de matière en FA, une morphologie et une localisation différentes de la phase austénitique et, enfin, une ségrégation du cuivre et du niobium qui semble plus marquée en FA.

Pour les essais de traction, les éprouvettes de FA ont subi un chargement mécanique dans leur direction de fabrication. Les premiers résultats montrent que les éprouvettes de FA ont un Rm supérieur aux éprouvettes du PC, mais avec une dispersion sur l'allongement à rupture nettement supérieure ; cela pourrait être expliqué par la présence des défauts générés en FA.

Pour finir, les premiers essais de corrosion et de CSC laissent penser que ces deux matériaux ont une sensibilité différente à la corrosion, avec un potentiel d'initiation des piqûres plus élevé pour la FA. En CSC, et dans les mêmes conditions, les échantillons de FA ont subi une diminution plus importante du Rm.