| Titre : | ELABORATION ET CARACTERISATION D’UN ACIER A OUTIL RESISTANT A L’USURE OBTENU PAR LA METALLURGIE DES POUDRES |
| Auteurs : | Lahcene MEBARKI, Auteur ; Zidani Mosbah, Directeur de thèse |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Editeur : | Biskra [Algerie] : Université Mohamed Kheider, 2019 |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | métallurgie des poudres,alliage à base de fer,frittage,phase solide,caractéristique mécaniques,usure. |
| Résumé : | Les pièces d’alliage produites par métallurgie des poudres (M/P) ont remplacé les aciers corroyés dans plusieurs applications industriel, principalement à cause de leur coût plus faible et à la possibilité de les produire près des côtes finales. Ce travail a été mené dans le but d’élaborer de nouveaux alliages à base de fer (Fe3C) de 1.2% de carbone par la métallurgie des poudres et le frittage en phase solide à 1350°C. Cette étude comporte un volet expérimental industriel. Les alliages étudiés sont le résultat de la combinaison de quatre poudres d’éléments métalliques (Fe3C-W-Ni-Co) de même pureté et de même taille donnant lieu à la création de quatre alliages (85Fe3C-10W-5Ni)-(85Fe3C-10W-5Co)-(85Fe3C-10Ni-5Co)-(64Fe3C-36Ni). Les caractéristiquesmécaniquesont été effectuées par des essais de flexion, de densité, de résilience et de dureté sur les échantillons. Pour les caractéristiquesstructurelles telle que la porosité, les techniques utilisées sont (MO MEB DRX EDS), en plus des essais d’usure avec variation de la charge applique et la vitesse de rotation.Finalement, les résultats de ce travail ont montrés que les caractéristiques mécanique et structurel de l’alliage (85Fe3C-10W-5Ni) sont acceptables par rapport aux autres alliages élaborés. |
| Sommaire : |
Sommaires
Remerciements…………………………………………………………………………... Dédicace…………………………………………………………………………………. Liste des figures…………………………………………………………………………. Liste des tableaux………………………………………………………………………... Abréviations……………………………………………………………………………... Introduction générale……………………………………………………………………. Chapitre IGénéralités sur la métallurgie des poudres Introduction……………………………………………………………………………. I-1 Métallurgie de poudres………………………………………………………........ I-2 Domaines d’application de la métallurgie des poudres…………………………. I-3 Les avantages de la métallurgie des poudres ……………………………………. I-4 Les inconvénients de la métallurgie des poudres……………………………….. I-5 Procédés d’élaboration des poudres métalliques………………………………... I-5-1 Procédés mécaniques…………………………………………………… I-5-1-1 Le broyage …………………………………………………………....... I-5-1-2 Mécano synthèse ……………………………………………………….. I-5-2. Procédés chimiques…………………………………………………...... I-5-2-1 La réduction……………………………………………………………. I-5-2-2. L’électrolyse …………………………………………………………… I-5-3 Techniques d’atomisation …………………………………………….... I-6 Propriétés des poudres métalliques………………………………………………. I-6-1 Les formes de poudres…………………..………………….……………... I-6-2 Caractéristiques morphologiques et dimensionnelle……………………. a) Morphologie …………………………………………........................ b) Analyse granulométrique…………………………………………….. I-6-3. Propriétés mécaniques des poudres…………………………………….. I-6-4. Caractéristiques physiques et chimiques des poudres………………….. I-6-4-1 Aptitude à l'écoulement…………………………………………...…… I-6-4-2 Masse volumique……………………………………………………..... I-6-4-3. Volume massique apparent …………………………………………..... I-6-4-4. Compressibilité ………………………………………………………… Sommaires I-6-4-5. Cohésion du comprimé…...……………………………………………. I.7. la compression des poudres………………………………………………………. I-7-1. Compaction sèche des poudres………………………………………... I-7-2. Compression uniaxiale ………………………………………….…….. I-7-3. Compression unilatérale………………………………………………... I-7-4. Compression bilatérale……………………………………….………… I-7-5. Compression isostatique ……………………………………..………... I-8 Le Frittage ……………………………………………………………………….... I-8-1 Paramètres de frittage…………………………………………………………… I-8-1-1 Température et durée de frittage……………………………………...... I-8-1-2. Atmosphère de frittage…………………………………………………. I-8-1-3. Grosseurs des grains………………………………………………….... I-8-2 Mécanisme de frittage et transfert de masse ………………………………….. I-8-2-1 Changements dimensionnels et le retrait ………………………………. I-8-3 Les stades du frittage…………………………………………………………...... 1-8-3-1 1er stade du frittage ……………………………………………….……. I-8-3-2 2ème stade du frittage…………………………………………….…… 1-8-3-3. 3èmes stades du frittage ……………………………………………...... I-8-4. Les différentstypes de frittage……………………………………...………...... I-8-4-1 Frittage en phase solide…………………………………………………........... I-8-4-2 Les différentes voies de diffusion en phase solide………………………..…... I-8-4-2-1.Au joint de grains………………………………………………...….... I-8-4-2-2 En surface …………………………………………………………..… I-8-4-2-3.En volume…………………………………………………………....... I-8-4-2-4.Par évaporation condensation……………………………………....…. I-8-4-3.Les paramètres influents sur la diffusion…………………………………..... I-8-4-3-1. Taille des cristallites…………………………………………………. I-8-4-3-2. Distribution granulométrique……………………………………....... I-8-4-3-3. Frittage des agrégats………………………………………………...... I-8-4-3-4. Potentiel d’oxygène…………………………………………………... I-8-4-3-5. Pression atmosphérique…………………………………………..…... I-8-4-3-6 .Pression de compaction…………………………………………......... I-8-4-3-7. Empilement initial……………………………………………..……... I-8-4-3-8. Orientation des grains……………………………………………….... I-8-4-4. Frittage en phase liquide……………………………………………… Références I-………………...…………………………………………………………. CHAPITRE II Les caractéristiques des aciers à outils Introduction…………………………………………………………………………….. Section A : les aciers à outils. II-1 Définitions des aciers à outils……...……………………………………………... II-2 Utilisation des aciers à outils……………………………………………….......... II-3 Composition chimique des aciers a outil………………………………………... II-3-1 Éléments d’alliage …………………………………………………........ II-3-2 Carbone………………………………………………………………….. II-3-3 Les éléments carburigènes……………..……………………………….... II-4 Désignation des aciers à outils………………………………………………….... II-4-1 Aciers à outils alliés et non alliés pour travail à froid……………. ……... II-4-2 Aciers à outils pour travail à chaud…………………………………......... II-4-3 Les Aciers rapides……………………………………………………....... II-5. Les Structures métallographiques……………………………………………… II-5-1 Structure de solidification des aciers lédeburitiques……………………... II-5-2 Structure à l’état recuit……………………………………………………. II-5-3 Structure après traitement thermique…………………………………….. II-5-3-1 Constituants obtenus après trempe…………………………………....... II-5-3-2 Nature des carbures primaires…………………………………………. II-5-3-3 Grosseur de grain………………………………………………………. II-6 Production de poudres d'acier à outils………………………………………...... Section B : L’usure des surfaces II-7 L’usure des surfaces de contact………………………………………………...... II-7-1 Aspect Métallurgique de l'usure abrasive des aciers…………………….. II-7-2 Les principaux modes d'usure……………………………………...…….. II-7-2-1 Usure adhésive ………………………………………………………… II-7-2-2 Usure corrosive ………………………………………………………… II-7-2-3 Usure par fatigue……………………………………………………….. II-8 la Lois d’usure…………………………………………………………………….. II-9 comportement tribologique des matériaux…………………………………….... II-9-1 Effet de la vitesse de glissement………………………………………...... II-9-2 Effet de la charge appliquée……………………………………………… II-9-3 Effet de la température……………………………………………………. II-9-4 Effet de l´humidité………………………………………………………... Références II-…………………………………………………………………………... CHAPITRE III Matériaux étudies Et Techniques expérimentales Introduction…………………………………………………………………………….. III-1 Matériaux………………………………………………………………………… III-1-1 Poudres de cémentite (Fe3C) avec wt% de C =1.2………………………. III-1-2 le tungstène. …………………………………………………………….. III-1-3 Le Nickel………………………………………………………………… III-1-4 le Cobalt…………………………………………………………………. III-2 Elaboration des éprouvettes…………………………………………………….. III-2-1 Préparation des alliages…………………………………………………. III-2-2 Compositions chimiques des alliages frittés……………………………. III-2-3 Broyage à boulets à faible énergie………………………………………. III-2-4 Collage…………………………………………………………………… III-2-5 presse de compression…………………………………………………… III-2-6 four de frittage …………………………………………………………... III-3 Techniques de caractérisations………………………………………………….. III-3.-1 Caractérisations mécaniques ………………………………………………… III-3-1-1 Microdureté Vickers HV………………………………………………. III-3-1-2 Essais de dureté HRC………………………………………………….. III-3-1-3 Essais de flexion……………………………………………………….. III-3-1-4 Essais de résilience ……………………………………………………. III-3-1-5 Traitement thermique………………………………………………….. III-3-1-5-1 Trempe…………………………………………………. …………... III-3-1-5-2 Revenu………………………………………………………………. III.3-2 caractérisation microstructurale……………………………………………… III-3-2-1 analyse des compositions chimiques………………………………...… III-3-2-2 Mesure de la densité………………………………………………...…. III-3-2-3 La microscopie optique………………………………………………... III-3-2-3-1 Polissage et préparation des surfaces………………………………... III-3-2-3-2 Attaques chimiques………………………………………………….. III-3-2-3-3 mesure de la porosité………………………………………………... III-3-2-4 .microscopie électronique à balayage (MEB) ………………………… 53 54 55 57 57 58 58 Sommaires III-3-2-4-1 Spectrométrie aux rayons X en sélection d’énergie (EDS)…………. III-3-2-5 Diffraction aux rayons X…………………………………………….... III-3-3 Tests tribologiques……………………………………………………………... III-3-3-1.Présentation des tribomètres CSM…………………………………...... III-3-3-2 Mesure de la rugosité………………………………………………….. III-3-3-3. Les tests d’usure………………………………………………………. Référence III-…………………………………………………………………………... CHAPITRE IV Résultats expérimentaux Et Discussions Introduction…………………………………………………………………………….. IV-1 Élaboration d’un alliage à base de fer par frittage en phase solide ………….. IV-1-1 Matériaux et conditions expérimentales……………………………….... IV.1.2 Préparation des poudres des différents alliages………………………..... IV-1-2.1 Les étapes de préparations des mélanges …………………………….. IV-1-2.2 Préparation de la poudre de carbure de fer Fe3C ……………………… IV-1-2-3 Vérification du taux d’oxygène dans les poudres…………………….. IV-1-2-4 Vérification du taux de carbone dans la cémentite (Fe3C) …………... IV-1-2-5 Calcul des masses de la poudre des échantillons ……………………... IV-1-2-6 Dimensions des échantillons………………………………………….. IV-2 Caractéristiques mécaniques des alliages élaborés ……………………………. IV-2.1 La densité………………………………………………………………... IV-2.2 la dureté…………………………………………………………………. IV-2.3 la microdureté…………………………………………………………… IV-2.4 Résistance à la flexion…………………………………………………... IV-2.5 Essai de résilience……………………………………………………….. IV-3 Les Structures métallographies………………………………………………… IV-3.1 Microscope optique……………………………………………………... IV-3-1.1 La porosité…………………………………………………………….. IV-3-1.2 Les joints de grains……………………………………………………. IV-3-1.3 Les structures après trempe……………………………………………. III-3-2 Analyse avec microscope électronique à balayage……………………… IV-3-2.1 Spectrométrie rayon X par dispersion des énergies (EDS) …………… IV-3-3 Analyse par Diffraction des rayons X (DRX) …………………………... Sommaires IV-4.2 le taux d’usure …………………………………………………………... IV-4.3 Influence de la vitesse de glissement ……………………………….:….. IV-4.4 Influence de la charge appliquée……………………………………....... IV-4.5 Evolution de la Perte de masse………………………………………….. IV-4.6 Surfaces usées …………………………………………………………...: Références IV…………………………………………………………………………... Conclusion générale et perspectives…………………………………………………... Résumée………………………………………………………………………………… |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut | Emplacement | |
|---|---|---|---|---|---|
| TH/0955 | Livre | BIB.FAC.ST. | Empruntable |
Erreur sur le template
