Métallurgie
Etude de l’influence de la composition chimique sur la formation de la structure et la tenue à l’usure des fontes au chrome
RésuméLa modification des propriétés d’emploi des fontes au chrome peut être assurée par plusieurs méthodes à savoir la variation de la composition chimique par l’introduction d’éléments d’alliages appropriés, par le traitement thermique ou bien par des traitements mécaniques. Les éléments d’alliages ont fait l’objet de vastes études que ce soit sur les compositions hypoeutectiques, eutectiques ou hypereutectique que sur les fontes faiblement alliées ou fortement alliées. L’enjeu majeur est d’obtenir une fonte qui peut répondre à des exigences de service arrogeant l’exploitant et protégeant la santé économique du fournisseur.Les domaines cimentier, minier et sidérurgique sont trop exigent quant à la résistance à l’usure des pièces qu’ils utilisent dans leurs pratiques quotidiennes de broyage et de concassage. Ces opérations se déroulent dans un environnement très agressif car le broyage et le concassage des matières premières se déroulent sous l’effet des sollicitations d’abrasion et de frottement exposant le matériau à une usure dans le temps.Le présent travail fait l’objet de « l’étude de l’influence de la composition chimique sur la formation de la structure et la tenue à l’usure des fontes au chrome ». La méthodologie adoptée a consisté en un ajout d’éléments chimiques à différent pouvoir carburigène. Il s’agit du manganèse, niobium, vanadium, molybdène et titane. Dans un premier temps le manganèse a été jouté seul, puis combiné avec un, deux et trois éléments. L’analyse chimique, la microscopie optique et MEB ont été utilisées pour caractériser la microstructure des compositions étudiées. La DRX a beaucoup plus été utilisée pour définir le type et la proportion des phases formées ainsi que l’influence apportée par l’addition des éléments d’alliages sur les paramètres cristallins des phases formées. La mesure de la microdureté des phases microstructurales formées est utilisée pour appuyer les conclusions tirées quant à la nature des phases décelées pour chaque composition étudiée. La technique de DSC a donné comportement thermique des compositions étudiées. Les essais d’usure par abrasion et par frottement ont défini le comportement à l’usure des différentes fontes au chrome étudiées et montré l’effet des éléments d’alliages ajoutés sur la variation de la résistance à l’usure. Voir les détails
Mots clés : fonte au chrome, usure, eutectique, éléments d'alliage
Contribution à l’amélioration d’un modèle simple du laminage des tôles
Au cours du laminage tandem, le passage simultané de la tôle entre plusieurs cages successives ; pose un problème de régulation des tensions inter-cages. Les industriels ont tendance à supposer les tensions égales entre une cage et une autre, c’est-à-dire entre la sortie d’une cage et l’entrée de la cage suivante. Ce qui entraine un problème de régulation des vitesses. En effet, cela donne en général des vitesses différentes entre l’entrée d’une passe et la sortie de la passe précédente. Ce qui peut conduire à des ondulations ou des tensions excessives susceptibles d’engendrer des ruptures des bandes. Afin d’illustrer cette situation, nous proposons de reprendre les données tirés du site du laminoir tandem du complexe sidérurgique Arcelor-Mittal d’El Hadjar en Algérie. Ce laminoir tandem contient cinq cages. L’objet de ce travail est d’arriver à déterminer pour chaque cas, la rectification à apporter pour obtenir des vitesses et des tensions égales entre la sortie de chaque cage et l’entrée de la cage qui la suit. On a présenté d’abord le calcul pour trois cages de [P.MONTMITONET], après on a développé les calculs pour Cinque cages et définir la relation entre les vitesses et les tensions, afin de déduire une formule généralisé quelque soit le nombre de cage.Afin de simplifié notre modèle de calcul, on a développé deux programme Matlab ; -le premier : serre à faire les calculs de laminage(les vitesses, le plan neutre,….) -le deuxième : pour faire les corrections des tensions afin d’obtenir des vitesse égales entre la sortie d’une cage et l’entrée de la cage suivante-Les résultats montrent la convergence des vitesses après la correction des tensions, comme ça , éviter le risque de rupture ou d’ondulation de la bande laminée et les grandeurs pré calculés nous n’éloigne pas de la réalité. Voir les détails
Mots clés : Laminage, Modèle, tôle
Résistance à la corrosion des joints soudés par le procédéTIG, d’un assemblage hétérogène 304L /A9étamé, dansNaCl 32g/l.
The heterogeneous welding of extra-soft steel A9 and a rustproof austenitic steel AISI304Lhas been achieved by the TIG process (autogeneous welding).Soldering have been made in the goal to substitute the mechanical assembly (clinch, bolting)in certain applications. In the other hand, to value the resistance to the corrosion of jointswelded to certain types of corrosion galvanic coupling for example.Three profiles have been achieved; the two welded separately the extra-soft steel A9 andrustproof austenitic steel AISI304L then together steels.A comparison of corrosion parameters (speed of corrosion, potential and current of corrosion)of the three profiles shows that the heterogeneous joint is good resistant in a saline solutionaired without agitation to 32g/l NaCl that homogeneous assembly A9. Voir les détails
Mots clés : heterogeneous welding, TIG, galvanic corrosion, rustproof steel.
Contribution to characterization of the diatomite forindustrialapplication
Diatomite also known Kieselguhr, is a non metallic mineral composed of the skeletal remains of microscopic single-celledaquatic algae called diatoms.The aim of this study was to test and to evaluate the diatomite of Sig region (West Algeria)tosubstitute the main mold powder used in continuous casting of steel for thermal insulation and lubrication. Generally, fluorineis added to mould fluxes to improve the viscosity. But this leads to the environmental pollution and the equipment corrosion. Thelaboratory and industrial investigations of diatomite have indicated the good results obtained in continuous casting of steel forthermal insulation and environmental protection against pollution (without fluorine). Also the characterization showed the hotbehavior of this product with the various transformations and could give the possibility to other use Voir les détails
Mots clés : diatomite, thermal insulation, lubrication, mold fluxes, fluorine
ETUDE DE LA TRANSFORMATION DE PHASE β → α DANS L’ALLIAGE TI-6AL-4V EN REFROIDISSEMENT CONTINU
L’équation KJMA est utilisée pour décrire la cinétique de transformation de phase dans l’alliage de titane Ti-6Al-4V. Pour cela le principe d’additivité est utilisé. Ce principe consiste à considérer le refroidissement continu comme une succession de petits paliers isothermes additifs et qui peut être énoncé comme suit : étant donné un diagramme TTT, soit τ le temps de maintien pour atteindre une fraction f0. Ainsi, durant le refroidissement continu, lorsque ∫dt/τ=1, alors la fraction transformée est f0. Un essai DSC est réalisé pour suivre expérimentalement la cinétique. Le cycle thermique imposé consiste en un chauffage à 20 °C/min jusqu’à 1100 °C suivi d’un maintien à cette température pendant 20 min et finalement un refroidissement jusqu’à l’ambiante à 30 °C/min. Pour déterminer la fraction transformée durant le refroidissement, on applique le principe d’additivité Voir les détails
Mots clés : transformation de phase, Ti-6Al-4V, KJMA, Refroidissement continu, principe d'additivité
Étude métallurgique et électrochimique d’un multi-matériau Cr-Ni/WC-Ni obtenu par rechargement dur.
Dans le domaine pétrolier et minier, La maitrise des opérations de forage est primordiale, elle impose des outils plus performants résistants aux conditions sévères dans leur domaine de fonctionnement. Une des techniques employée pour fabriquer des outils de forage résistants à l’érosion et à l’abrasion, est le rechargement dur d’un composite à matrice métallique (CMM) à base de carbure de tungstène, sur un acier de cimentation. Cette étude a pour objectif la caractérisation métallurgique et électrochimique d’un multi-matériau de carbure de tungstène–Nickel (WC-Ni) obtenu par rechargement dur sur un substrat métallique (Acier XC18), en utilisant une couche d’accrochage à base du Ni–Cr dans le but d’améliorer l’adhérence du système. La caractérisation microstructurale a été faite à l’aide de la microscopie optique(MO) et la microscopie électronique à balayage (MEB). Les résultats ont montré que les échantillons ayant une couche d’accrochage présentent des propriétés meilleures en termes de tenue mécanique et continuité de matière. De plus, les essais électrochimiques indiquent que l’utilisation d’un composite à matrice métallique améliore la résistance à la corrosion du rechargement dans un milieu basique agressif. Voir les détails
Mots clés : rechargement dur, multi-matériau, Interface, carbure de tungstène, corrosion, électrochimie.
Caractérisation microstructurale et mécanique d'un acier inoxydable austénitique stabilisé au titane
Dans notre travail nous avons étudié un acier inoxydable austénitique stabilisé par le titane. Différentes caractérisations microstructurales et mécaniques ( par microscope optique, diffraction des rayons X, microscope électronique à balayage et microduremètre) ont été effectuées. Voir les détails
Mots clés : Les aciers inoxydables austénitiques, Caractérisation microstructurale, caractérisation mécanique
L'étude de couplages mécano-chimique de l'acier inoxydable austénitique
La corrosion sous contrainte (CSC) résulte d'un processus synergique entre la corrosion et une sollicitation mécanique qui conduit à la formation d'une ou plusieurs fissures de type fragile et à leur propagation.Le but de ce travail est d'étudier la corrosion de l'acier austénitique 316L dans une solution de 0.9% NaCl en fonction de différents taux de laminage. Voir les détails
Mots clés : Acier inoxydable austénitique, corrosion sous contrainte, laminage à froid.
Use of Hydrogen in the Steel Industry
The use of hydrogen as a clean and storable energy is involved in the substitution of coking coal from natural gas for the reduction of iron oxides by the reduction of iron oxides by the process of direct reduction .The resulting product called "pre reduces or synthetic scrap 'is the biggest load of arc furnaces in steel production. To meet the needs and steel products to prevent the importation of coal as expensive and polluting matter, we focused our studies and research work to the enhancement of our natural resources including the use of iron ore Gara Djebilet and Algerian natural gas. The main objective of this work is to produce rich reducing gas hydrogen from natural gas at a lower cost by the principle of steam reforming.CH4 (GN) + H2O (steam) = CO + 3H2 (1). The producing a reducing gas consists primarily of hydrogen (H2) and carbon monoxide (CO), from natural gas and water vapor in a re-driver is used as a reducing agent for iron ore(Pellets or calibrated) in a direct reduction pilot module [3] with a capacity of one ton.Fe2O3 + 3 H2 = 2 Fe + 3 H2O (2). Voir les détails
Mots clés : Energy ; conversion, Hydrogen, gas reducing, sponge iron., steel, pollution.
Caractérisation mécanique des revêtements durs de molybdène et des couches nitrocarburées déposés sur une fonte grise.
La fonte grise à graphite lamellaire est un matériau qui possède des propriétés lui permettant d’être utilisée dans de nombreuses applications. Elle peut être exposée à quelques conditions de service très exigeantes, étant particulièrement importantes les sollicitations thermiques, l’usure abrasive et l’endommagement par corrosion des parties superficielles. En effet, les lamelles de graphite agissent comme points de concentration de contraintes et, sous effort, favorisent la propagation de la crique ce qui conduit à une diminution des caractéristiques mécaniques et d’allongement. La quantité et le type de lamelles de graphite sont donc déterminants pour les propriétés mécaniques.Pour palier à ce problème, nous préconisons un revêtement de molybdène déposé par projection thermique à flamme-fil et un traitement thermochimique de nitrocarburation ferritique en bain de sels dans le but d’améliorer les propriétés mécaniques notamment la résistance à l’usure abrasive d’une fonte grise à graphite lamellaire type Ft 25. Ce présent travail a été mené dans l’objectif principal est d’étudier les effets des deux traitements superficiels déposés séparement pour améliorer d’avantage la microstructure et par conséquent les propriétés d’anti-usure. En considérant la diversité des paramètres comme le prétraitement des surfaces, la rugosité, la température de la flamme, la distance buse-échantillon, la pression des gaz, la vitesse de défilement de la torche, nous avons pu obtenir un dépôt d’épaisseur environ 80 µm et de rugosité de l’ordre de 10 µm. Ce revêtement de molybdène est caractérisé par une structure lamellaire contenant des oxydes types (MoO3, Mo9O26, Mo4O11), des pores et des particules non fondues. Toutefois, l’apport du molybdène à l’aide du procédé flamme-fil a conduit à la formation d’une zone d’interdiffusion qui peut former des intermétalliques renforçant ainsi l’adhérence revêtement-substrat. Comme il a contribué à l’amélioration de la dureté superficielle de 220 HV à 1400 HV. Cette dernière a été confirmée également par les essais de nanoindentation où nous avons relevé les propriétés élastiques tels que le module de Young et le coefficient de Poisson. Outre cela, ce dépôt est caractérisé par une meilleure résistance à l’usure par rapport au substrat. Dans la deuxième phase de cette étude, nous proposons un traitement de nitrocarburation ferritique en bain de sels en variant le temps de maintien. Le durcissement superficiel optimal a été obtenu à la température 580°C pendant 6h0. Ce traitement nous a permis l’obtention d’une couche nitrurée composée principalement d’une couche de combinaison (ε-Fe2-3N et γ’-Fe4N) suivie d’une couche de diffusion (α+carbures). Ces couches de quelques dizaines d’épaisseurs de microns ont engendré un niveau de dureté en extrême surface de l’ordre de 750 HV.L’analyse de la microstructure et du comportement mécanique des systèmes revêtus et des couches nitrocarburées ont été faites en se servant des techniques d’analyses telles que la microscopie optique et électronique à balayage, la diffraction en incidence rasante des rayons X, la microanalyse des éléments, la microdureté Vickers, la nanoindentation et enfin des tests d’usure par abrasion. Voir les détails
Mots clés : Traitements de surface, fonte grise, microstructure, propriétés mécaniques, usure par abrasion