Métallurgie
Elaboration de germe monocristallin par la technique déformation-recuit
La déformation par forgeage à des taux importants induit une densité de défauts relativement importante. Cette action brise les frontières intergranulaires, emmagasine l’énergie sous forme de micropiles de dislocation. Le retour à l’équilibre se trouve activé thermiquement par recuit et par l’énergie élastique emmagasinée. La réorganisation des dislocations favorise la formation et la croissance de gros grains. Dans cette étude, le travail a porté sur la déformation d’un échantillon d’aluminium pur, déformés au marteau pilon à différents taux allant jusqu’à 50 % et manuellement à des taux allant jusqu’à 55 %. Les échantillons ont été soumis à des traitements thermiques à température constante de 300° et 380° pendant des temps de 2h, 4h, 6h, 10h et 31 h. Les résultats obtenus montrent qu’un taux de déformation de 55% et un temps de recuit 6h donnent un grain rectangulaire de dimensions (22 x 1mm2). L’objectif de ce travail est de favoriser le grossissement d’un grain au détriment des autres jusqu’à mono cristallisation complète de l’échantillon. Le produit obtenu sert d’amorce à la mono cristallisation orientée ou non par la méthode de Bridgman modifiée dans un four à trois zones Voir les détails
Mots clés : déformation, recuit, monocristalisation, croissance cristalline
Protection des alliages Fe (Cr, Mo) contre la corrosion par le procédé d'aluminiage.
Les alliages à base de Fe (Cr, Mo), très utilisés dans l’industrie pétrochimique pour leur excellente résistance à la corrosion présentent souvent des insuffisances dues, toutefois, au non respect du domaine de température habituellement conseillé et aux principaux produits agressifs contenus dans les fumées produites par les combustibles dans leur milieux de travail.Pour remédier à ce problème, les revêtements aluminés se sont toujours justifiés par leurs réponses à la fois à des contraintes de résistance à la corrosion et à l’oxydation à chaud. Le point de fusion de l’aluminium (660°C) garantit une meilleure résistance à chaud du revêtement aluminé. C´est un bon revêtement anti-corrosion, sur la plupart des matériaux métalliques, du fait de ses caractéristiques chimiques propres, de sa position dans l’échelle des potentiels des métaux et de la passivation de sa surface (alumine). La réaction du fer avec l’aluminium liquide est très violente et résulte dans la formation très rapide d’une couche épaisse d’alliage généralement composée de deux phases superposées: Fe2Al5 phase épaisse côté acier et FeAl3 phase mince côté revêtement. Au dessus de la couche d’alliage, le revêtement est constitué d’aluminium saturé en fer contenant des précipités sous forme d’aiguilles de FeAl3. L’objectif de ce travail est la protection contre la corrosion des alliages à base de Fe(Cr, Mo) utilisés pour la fabrication des tubes dans le milieu de travail au sein de la SONATRACH SKIKDA et qui sont destinés à véhiculer du pétrole dans un four. Différentes techniques de caractérisation ont utilisées à savoir, des analyses chimiques, le microscope optique, la diffraction des rayons X, le MEB et les dépôts à différents temps d'immersion. Voir les détails
Mots clés : Alliage (Fr, Cr, Mo), aluminiage, état de surface et revêtement.
Caractérisation des matériaux utilisés en isolation thermique dans la coulée continue de l’acier
L’utilisation de poudres de la coulée continue dans les aciéries a montré le manque d’information sur les propriétés de ces poudres, aussi la concurrence dans le marché d'acier exige le sidérurgiste pour être plus susceptible aux demandes de client en termes de propriétés, qualité et prix de produit. Dans ce travail, nous avons déterminé les différentes caractéristiques des poudres qui sont utilisées en isolation thermique au niveau des aciéries de l’usine ArcelorMittal-Elhadjar. Plusieurs techniques de caractérisation ont été utilisées pour expliquer la morphologie et la composition de cette poudre anisi que pour démontrer le pouvoir d’isolation. La diffraction des rayons X présent 57% de silice amorphe contenue la poudre de la poche et 45,5% de calcite contenue dans la poudre de lubrification en lingotière. L’étude de fusion de la poudre de poche de coulée montre que la fusion de poudre de poche et de lubrification commence à 1470°C et 1140°C respectivement. Voir les détails
Mots clés : Caractérisation; isolation thermique; matériaux; coulée continue, lurification
Elaboration d’un monocristal d’Al pur par la méthode de BRIDJMAN modifiée
La croissance des monocristaux a été développée depuis longtemps pour répondre aux besoins des recherches et des applications fondamentales. Dans ce travail nous avons fait l’élaboration des monocristaux par la méthode de BRIDJMAN modifiée, où nous avons utilisé un germe monocristallin en Aluminium pur élaboré par une technique dite déformation recuit, pour ce faire nous avons utilisé un four à deux zones ; la conception de ce dernier a été réalisé chez nous au laboratoire. Le principe de la méthode est comme suit : Le métal (germe monocristallin en aluminium pur sous forme d’ampoule + lingot en aluminium) est introduit dans le creuset scellé de l’alumine qui lui-même introduit dans le four, dans lequel un gradient de température est établi ; telle que une zone chaude au-dessus du point de fusion, et une zone froide au-dessous du point de fusion. Lorsque la pointe de l’extrémité inférieur du creuset arrive au point où la température correspond au point de fusion du métal, l’initiation de l’opération de monocristallisation commence à partir du germe cristallin préexistant, qui va amorcer le développement du bâton monocristallin, c’est-à-dire ; le métal liquide en se solidifiant, va se déposer couche par couche suivant les plans atomiques du premier germe formé, jusqu'à solidification totale de la masse liquide. La descente est ensuite interrompue, et le refroidissement s’effectue dans le four par diminution graduelle de température des deux zones, dans le but d’éviter les chocs thermiques de l’ensemble échantillon-creuset. Après la vérification du processus de la monocristallisation par l’attaque chimique ainsi que par la Méthode de Laue en retour, Les échantillons obtenus peuvent être utilisés comme un support pédagogique (travaux pratiques) pour la compréhension des phénomènes métallurgiques. Voir les détails
Mots clés : élaboration des monocristaux, méthode de BRIDJMAN, monocristalisation
Application de la diffraction des rayons X à la caractérisation de la microstructure de l’acier inoxydable biphasé 2205
Dans ce travail, une caractérisation par diffraction des rayons X a été réalisée sur des échantillons d’acier inoxydable duplex 2205 afin de suivre la précipitation de la phase σ. Pour cela, une analyse métallographique (microscopie optique) a été réalisée et une caractérisation par diffraction des rayons X a été effectuée sur les échantillons en utilisant le logiciel MAUD (Materials Analysis Using Diffraction). Voir les détails
Mots clés : acier inoxydable 2005, précipitation, MAUD
Texture, misorientation and mechanical anisotropy in a deformed dual phase stainless steel weld joint
The deformation behavior of a duplex stainless steel weld joint is studied. A detailed texture analysis shows that the increase of the deformation percentage leads to a reinforcement of all possible {hkl}〈111〉and {hkl}〈100〉 components in austenite, and of the {hkl} 〈110〉 components in ferrite for both the base metal (BM) and the heat affected zone (HAZ). In the weld metal (WM), a strong scatter of the crystallographic orientation relationship (OR) initially found in the solidification microstructure is recorded after deformation. The analysis of the Kernel Average Misorientation (KAM) distribution shows that the deformation is more concentrated in the base metal than in the other parts of the weld joint. The final mechanical behavior studied through microhardness measurement and micromechanical calculations, allows us to separate the contribution of both microstructural and textural evolution to the overall strain hardening of the weld joint. Voir les détails
Mots clés : duplex stainless steel, deformation texture, mechanical anisotropy, TIG welding
Inspection of laminated composite materials by two ultrasonic techniques
This paper presents some ultrasonic methods to detect and to characterize defects, possibly obtained after damage caused in composite materials. Firstly, artificial defects are located by two piezoelectric transducers. A two-dimensional ultrasonic cartography C-scan, performed section by section, at different positions which took part through the thickness of acarbon fiber-reinforced plastic composite beam, to be analyzed. Next, fundamental symmetric S0 mode of Lamb waves is used to measure the size of the delamination by scanning over the surface beneath which a delamination lies. A remarkable decrease in the arrival time due to the delamination is detected, and the delamination length can be calculated based on a simple model for Lamb-wave propagation. Furthermore, the delamination edge is located as a sudden decrease in the amplitude. The rate of decrease in amplitude of an individual pulse cycle was detected to vary with the depth of the delamination, being most sensitive to delaminations near the surface of the plate. This is particularly useful when sizing for defects close to the surface, where a normal-incidence pulse-echo ultrasonic method has problems, particularly when the depth of the defect or the back-wall echoes lie within the length of the transmitted ultrasonic pulse. The technique has potential for faster c-scanning of a complete plate than the usual normal-incidence pulse-echo method. Voir les détails
Mots clés : Ultrasonic C-scan, laminate plate, delamination, Lamb wave
Effects of Niobium and Molybdenum on Microstructures after Hardening and Wear Resistance of Austenitic Manganese Steel
Hadfield steel has been wildly used to manufacture railway crossings because of its excellent work hardening, high strength and toughness properties. The hardness of Hadfield steel is only about 20 HRC when subjected to water toughening. This low hardness is usually associated with poor wear resistance and severe plastic deformation, as well as abrasion of the working surface of the railway crossing during the initial service period, which remarkably reduces its service lifetime. In this study we focus on the influence of niobium and molybdenum on the phenomenon of surface hardening or work hardening and wear resistance. The transformation of austenite during operation, thus determines the steel operating lifetime, the rate of transformation of austenite to martensite can introduce a compromise between ductility and wear resistance of the steel to support large efforts without breaking. The objective of this study is to improve the wear resistance by abrasion and friction after heat treatment of manganese steel alloyed with niobium and molybdenum. The addition of niobium and molybdenum promotes secondary hardening and allows slower transformation of austenite during the heat treatment. The results showed that the introduction of niobium and molybdenum has strongly influenced the character of the structure crystallization before hardening (Part hardened) by precipitation carbides form and finesse variables is observed in the microstructure before heat treatment and complete dissolution is noted after heat treatment, for the hardened part (work hardening) we observed a greater thickness and hardness compared to the base steel and net improvement in wear resistance. Voir les détails
Mots clés : Hadfield steel, Effects of Niobium and Molybdenum, Wear Resistance
Effects of Niobium and Molybdenum on Microstructures after Hardeningand Wear Resistance of Austenitic Manganese Steel
Hadfield steel has been wildly used to manufacture railway crossings because of its excellent workhardening, high strength and toughness properties. The hardness of Hadfield steel is only about 20 HRC whensubjected to water toughening. This low hardness is usually associated with poor wear resistance and severeplastic deformation, as well as abrasion of the working surface of the railway crossing during the initial serviceperiod, which remarkably reduces its service lifetime. In this study we focus on the influence of niobium andmolybdenum on the phenomenon of surface hardening or work hardening and wear resistance. Thetransformation of austenite during operation, thus determines the steel operating lifetime, the rate oftransformation of austenite to martensite can introduce a compromise between ductility and wear resistance ofthe steel to support large efforts without breaking. The objective of this study is to improve the wear resistanceby abrasion and friction after heat treatment of manganese steel alloyed with niobium and molybdenum. Theaddition of niobium and molybdenum promotes secondary hardening and allows slower transformation ofaustenite during the heat treatment. The results showed that the introduction of niobium and molybdenum hasstrongly influenced the character of the structure crystallization before hardening (Part hardened) byprecipitation carbides form and finesse variables is observed in the microstructure before heat treatment andcomplete dissolution is noted after heat treatment, for the hardened part (work hardening) we observed agreater thickness and hardness compared to the base steel and net improvement in wear resistance. Voir les détails
Mots clés : manganese steel, Effects of Niobium and Molybdenum, Hardeningand, Hardeningand Wear Resistance
Caractérisation morphologique et mécanique du polyéthylène semi-cristallin extrude
L’objectif de ce travail est d’étudier la cinétique d’oxydation du phénol par la tyrosinase (EC : 1.14.18.1) libre et immobilisée dans du gel d’alginate de calcium. La tyrosinase est extraite à partir du champignon Paris (Agaricus bisporus), et son activité enzymatique est mesurée par spectrophotométrie à 400 nm en présence du phénol comme substrat. L’enzyme libre est relativement stable pendant 20 jours de stockage à -15°C. Une étude des différents paramètres opératoires sur les cinétiques d’oxydation du phénol par les deux systèmes enzymatiques a été faite. La constante de Michaelis-Menten (Km) pour l’enzyme immobilisée (1,3 mM) est environ deux fois plus élevée par rapport à celle de l’enzyme libre (0,6 mM). Par contre, la vitesse maximale (Vmax) est 30-fois moins élevée. Le pH et la température optimaux sont déplacés de 7,6 à 5, 6 et de 45 à 550 C, pour la tyrosinase libre et la tyrosinase immobilisée, respectivement. L’enzyme immobilisée semble être plus thermostable et son activité est maximale pour des billes d’alginate d’un diamètre de 3,4 mm. Voir les détails
Mots clés : tube PEHD, cristallinité, extrusion, calibration MEBE, DRX