Génie mécanique
CHANGE OF CRYSTALLOGRAPHIC ORIENTATION DISTRIBUTION DURING FORMING IN CARBON STEELDEFORMED BY DEEP DRAWING
Advances in techniques for measuring individual crystallographic orientations have made possible to investigate the role of local crystallography during crack propagation in polycrystalline materials. Thechange in crystallographic orientation distribution during deformation by deep drawing in carbon steel has been investigated in order to understand the deformation mechanisms leading to crack propagation. The well-known strain rate dependence of the deformation behaviour was examined by SEM-EBSD (scanning electron microscopy/electron back scatter diffraction pattern) analysis. This tool was used particularly to characterize the various crystallographic parameters. Evolution of grain boundary distribution during plastic deformation strongly depends of strain rate. Fraction of low angle grain boundaries increased after deformation with high strain rate, presumably due to dislocation activity, while fraction of random boundaries was high in the specimen deformed with low strain rate, and one observes conservation of initial texture. Further, the intragranular misorientation, transgranular misorientation and local orientation are analyzed in relation with the accommodation process during plastic deformation. Voir les détails
Mots clés : crack propagation, strain rate, grains boundaries, texture, EBSD.
EXPERIMENTS ON THE COMPRESSION BEHAVIOUR OF TI6AL4V FOR WIDE RANGES OF STRAIN RATE
In this paper, the thermo-viscoplastic behaviour of Ti6Al4V under compression loading is analyzed. Experiments using two different setups have been performed. Tests at low strain rates 1 1 p 1 4s 10 . 5 s 10 5 were conducted using hydraulic machine. Dynamic tests were carried out for strain rates in the range1 p 1s 5874 s 4564 . For that task, it was used a modified Hopkinson bar which is based on direct-impact technique. For strain rate level higher than102s-1, theprocess of plastic deformation in most metals and alloys is assumed adiabatic [1]. The heat generated inside the material due to plastic deformation cannot be transmitted. The increase of temperature is dependent on the flow stress of the material. It has particular relevance in titanium alloys, which are characterized by their high flow stress level. In this work, special attention is focused on this phenomenon. Voir les détails
Mots clés : le Soudage, cnd, Industrie des Matériaux et Alliages
ELASTICITÉ DE L’ALLIAGE POLYCRISTALLIN 43000 EN MODE DE VIBRATION LONGITUDINALE
L’Impulse Excitation Technique (IET) est l’une des récentes techniques non destructives qui permet de déterminer les fréquences de résonnance, principales ou fondamentales d’une part et les fréquences d’amortissement ou de frottement interne d’autre part d’un spécimen de forme normalisée et bien déterminée. Ces fréquences de résonnance ou d’amortissement sont intimement liées à la composition chimiques, la forme, les dimensions et la densité des éprouvettes usinées à partir de l’un des métaux choisi et qui régit notre étude. Les caractéristiques fondamentales des éprouvettes utilisées à cet effet sont l’uniformité de leur forme et de leurs dimensions, la précision de leurs mesures ainsi de celle de leur densité et principalement le métal à étudier doit être isotrope.Une fois les fréquences principales sont déterminées, le logiciel Resonency Frequency Dumping Analys ( RFDA : Résonnance Fréquence Amortissement Analyse) calcule le Module d'Young, le Module de cisaillement et le Coefficient de Poisson. L’Impulse Excitation Technique permet des mesures qui peuvent être prises à la température ambiante ou à haute température. Les éprouvettes normalisées peuvent être de forme rectangulaire, cylindrique plein ou creux et d’un disque plein ou percé d’un trou au centre. Comme la technique IET présente un grand avantage d’être non destructive, les éprouvettes peuvent être donc utilisées dans plusieurs expériences et sur des pièces réelles soit à température ambiante ou à basse ou haute température (température cryogénique). Voir les détails
Mots clés : IET, caractéristiques élastiques, fréquences principales, vibration, longitudinale
Utilisation de la mesure de Micro dureté pour la détermination de l’énergie de propagation de fissure dans un joint de soudure
L’endommagement par fatigue d’un matériau passe généralement par deux étapes : Dans un remier temps, il y a amorçage d’une ou plusieurs fissures le plus souvent au voisinage d’un incident de forme ou d’une hétérogénéité qui produisent une concentration de contrainte locale. La croissance de ces fissures est liée à l’existence d’une zone plastique en tête de fissure dont la formation est l’intensification s’accompagnent d’une dissipation d’énergie.L’objectif de cette étude menée sur un acier au carbone A48AP soudé, est d’analyser l’évolution de l’énergie en pointe de fissure au cours de la propagation, à partir des mesures locales, en tenant compte à la fois des aspects mécaniques, de conditions de sollicitation, de la géométrie des éprouvette et des effets de fermeture. Et dans le but d’atteindre l’énergie plus près de l’extrémité de la fissure dans la zone plastifiée, nous avons utilisé des mesures de microduretés tout au long de la zone de déformation.L’estimation de la déformation totale en chaque point de mesure a été déterminée par une relation polynomiale reliant Hv avec t/2. La distribution de cette dernière en bout de fissure à été calculée par le théorème général de calcul de la valeur moyenne que nous avons mis au point. Nous avons remarqué que l’étendu de cette zone se développe non seulement de part et d’autre et en avant de la fissure mais aussi en arrière du front de la fissure. Et Après avoir déterminé la déformation moyenne dans la zone plastique, nous avons calculé l’énergie totale dans chaque zone étudiée. Cette énergie de création de fissure est nettement supérieure dans le joint de soudure que dans le métal de base ou la zone ffectée thermiquement. Voir les détails
Mots clés : micro dureté, zone plastique, énergie locale, fissuration, Acier A48AP
TRAITEMENT DES SURFACES INTERIEURES D’UNE CUVE DE STOCKAGE D’UN CHAUFFE EAU SOLAIRE ALGERIEN
Les ballons servant à stocker et alimenter en eau chaude les équipements individuels ou collectifs d’un chauffe eau solaire sont généralement fabriqués à partir d'une coque en acier, recouverte d'un matériau isolant. La surface interne doit être traitée de façon à résister à la corrosion car l'eau chaude domestique contient des impuretés et des produits de traitement agressifs vis-à-vis de l'acier, d'autant plus que la température est maintenue à un niveau élevé afin d'être distribuée à environ 65°C. Non seulement l'installation se détériore, ce qui est un problème en soi, mais aussi la corrosion favorise l'encrassement biologique par le développement bactérien sur la paroi intérieure. Il est bien évident que la production d'eau chaude, destinée notamment à un usage alimentaire, ne peut être soumise à ce genre d'aléas. Après une étude théorique et expérimentale, on a opté pour les peintures epoxy qui offrent des propriétés répondant aux conditions demandées. Le but de ce travail est de déterminer par une étude numérique en utilisant le logiciel Comsol Multyphysics l’épaisseur optimale du revêtement qui garantie à la fois la protection contre la corrosion et un meilleur flux thermique pour un rendement maximal à long terme. Voir les détails
Mots clés : chauffe eau solaire, traitement de surface, corrosion, Comsol Multyphisics
Oxydation Anodique de l’Aluminium typeAU4G en milieu Sulfurique- TartrateOxydation Anodique de l’Aluminium typeAU4G en milieu Sulfurique- Tartrate
L’élimination des éléments toxiques dans les bains d’anodisation comme le chrome VI sur les alliages d’aluminium est un fait réel. L’objectif de cette étude contribue à l’élimination par l’emploi du tartrate comme additif dans les bains d’anodisation sulfurique à différentes concentrations allant de 0.125, 0.250 et 0.5 g/l, pour une durée de traitement de 60 mn et une densité de courant de 1,5 A/dm2. La température d’anodisation est maintenue à 20°C. Les échantillons obtenus ont subit un traitement supplémentaire à l’anodisation qui consiste en un colmatage à l’eau bouillante.Le suivi électrochimique a été employé pour étudier l’influence de l’additif sur le comportement vis-à-vis de la corrosion des films anodiques dans une solution aérée de NaCl à 3% et par caractérisation métallographique. L’ensemble des résultats obtenus montrent que l’additif influent considérablement sur le comportement des films et cela par un anoblissement du potentiel de corrosion Voir les détails
Mots clés : corrosion, Impédancémétrie, polarisation, Colmatage, Aluminium
SIMULATION DU PHENOMENE DE DIFFUSION DE L’AZOTE DANS DE L’ACIER INOXYDABLE AUSTENITIQUE APRES MAINTIEN A LA TEMPERATURE 350°C
L’objet de cette étude est de simuler le modèle de diffusion de l’azote dans de l’acier inoxydable du type AISI304, à une température de maintien constante de 350°C, en utilisant des réseaux de neurones. Le premier réseau de neurones présenté dans l’article permet de modéliser la concentration en azote en fonction de l’épaisseur de la couche nitrurée quelque soit le temps de maintien. Le deuxième réseau de neurones développé, consiste à exploiter d’une part le premier réseau qui fournit la concentration en azote C en fonction de l’épaisseur e pour un temps de maintien t, et d’autre part la deuxième loi de Fick avec un coefficient ce diffusion D variable en fonction de l’épaisseur, pour établir le modèle de concentration en azote en fonction simultanément de l’épaisseur et du temps de maintien à une température fixe de 350°C. La base de données utilisée pour réaliser les phases d’apprentissage et de validation des réseaux de neurones est constituée par les résultats expérimentaux obtenus de la nitruration sous plasma d’un échantillon d’acier inoxydable AISI304 à la température de 400°C [1]. Six échantillons obtenus à partir de l’échantillon ainsi nitruré, sont placés et maintenus sous vide primaire dans un four à la température fixe de 350°C et sont extraits et analysés par rayon X pour contrôler le non changement de phase et par EDX-MEB en surface et en profondeur pour déterminer le profil de concentration en azote à des temps de maintien variables. Le modèle donnant C(x,t) trouvé est satisfaisant avec des erreurs moindres comprises entre ±0,05. La limite de cette concentration n’a pas été cherchée, il fallait introduire d’autres données balisant le modèle ainsi que d’autres bases de données relative à plusieurs températures pour avoir des interpolations pouvant être valables et exploitables Voir les détails
Mots clés : nitruration, acier inoxydable, diffusion, réseaux de neurones
FIRST-PRINCIPLES STUDY ON MECHANICAL PROPERTIES OF THE PEROVSKITE RBRh3(R = Sc, Y AND La) ALLOYS
The structural, elastic and thermodynamic properties of the cubic perovskite RBRh3 (R=Sc, Y and La) compounds have been calculated using the full-potential linearized-augmented plane wave with the mixed basis FP/APW+lo method. The exchange-correlation potential is treated with the generalized gradient approximation of Perdew-Burke-Ernzerhof (GGA-PBE). The calculated structural properties are in excellent agreement with the available experimental and theoretical data. Single-crystal elastic constants are calculated using the total energy variation with strain technique, then the shear odulus, Young’s modulus, Poisson’s ratio and anisotropic factor are derived for polycrystalline RBRh3. Ductility behaviour of these compounds is discussed via the elastic constantsij C Voir les détails
Mots clés : Perovskite borides; ab initio calculations; Elastic constants.
Optical properties of undoped and iron doped TiO2thin films grown by RF magnetron sputtering
Titanium dioxide (TiO2) and iron doped (TiO2: Fe) films have been prepared by direct exposure of Ti and TiFe metallic films to thermal oxidation. Ti and TiFe films were deposited on glass substrates using RF magnetron sputtering technique. In this study we report on the effect of thickness on optical properties of TiO2 and the effect of iron concentration on structural and optical properties of iron doped (TiO2: Fe) films. Structural properties of the obtained TiO2 were presented in a previous paper [1]. The phase structure of TiO2: Fe thin films was identified by grazing incidence X-ray diffraction (GIXRD). The composition of TiO2: Fefilms was extracted from RBS and EDX spectra, the iron concentration in the films varies from 9 % to 35 at %. From X-ray diffraction spectra, it can be seen that all the films present two phases: rutile and anatase . We note also the presence of iron oxide Fe2O3 for the sample with the highest iron concentration (Fe: 35%). Optical properties of TiO2 and TiO2:Fe films were studied by means of UV-Visible spectroscopy.Transmittance spectra of TiO2 films show a good transparency in the visible region with a band gap ranging from 3.44 to 3.66 eV. However Transmittance curves of TiO2: Fe films present a considerable absorption edge shift to long wavelength when the amount of Fe increases from 0 to 35 at %. It was found that the band gap value of TiO2:Fe films decreases from 3.66 to 2.44 eV with iron concentration increasing Voir les détails
Mots clés : RF magnetron sputtering, Thermal oxidation, TiO2films, TiO2:Fe films, optical properties
CARACTERISATION D’UN COMPOSITE WC-W-NI OBTENU PAR INFILTRATION : EFFET DU NICKEL SUR LA CONSOLIDATION DU WC/W2C
Ce travail s’intéresse essentiellement à l’évolution microstructurale du mélange de poudres libres WC-5W-5Ni au cours de l’infiltration par le liant Cu10Ni6Sn. Ce procédé non conventionnel est souvent utilisé pour réaliser la matrice des outils de forage pétrolier et minier. Nous avons caractérisé les différentes zones du composé formé afin de mettre en évidence l’effet du nickel sur la consolidation de WC/W2C en l’absence de tungstène, ainsi que la réactivité des éléments de la poudre sur la microstructure produite. La morphologie et la répartition des éléments constituants la matrice sont établies par MEB couplé à l’EDS. Un profil de concentration et cartographie, établis par EDS, sont réalisés afin d’étudier aussi bien l’effet de la réactivité de la poudre avec le liant qu’avec les éléments eux mêmes. Nous avons aussi réalisé un profil de microdureté HV0.1 dans le sens de l’infiltration des consolidés. Voir les détails
Mots clés : infiltration, poudres libres, composite, frittage