Sciences des matériaux
EVALUATION PAR COURANT DE FOUCAULT PULSE DESDEFAUTS EN MULTICOUCHES
In non destructif testing, we can found two eddy currents techniques, the most used one is theclassic eddy current where the electromagnetic filed is generated by an alternative current.This technique is applied only for surface or sub surface detection of defects. Pulsed eddycurrents methods is derived for the classic eddy current but the electromagnetic filed isgenerated by a pulsed current.In this paper we are going to present some applications of pulsed eddy currents forcharacterising electrical conductivity and survey defects like crack and material lost. Voir les détails
Mots clés : NDT, Pulsed eddy current, electrical conductivity, magnetic permeability
Relation between the hardness and the Pulsed Eddy Current in the materials characterisation
The application of Pulsed eddy current (PEC) in the industrial domain is very weak compared to conventional eddy current. It is used in detection of the defects, particularly in the determination of corrosions .The information contained in the receivedsignal gives the possibility to determine several parameters withthe objective of analyzing material. The results explain the behaviour of the Pulsed Eddy Currents and their influences invarious electromagnetic parameters. We have evaluated in particular the aptitudes and the performances of this technique in the determination of the materials characteristics. we haveAlso studied the sensitivity of the defects by the pulsed methodand we have showed the detection of the defects into the second and third layers. The application of NDT by PEC methods can characterize microstructure types, micro structural changes, and can be correlated tohardness changes. The objective of our work is to evaluate some metallurgic characteristics by non-destructive methods. Voir les détails
Mots clés : NDT, Pulsed eddy current, electrical conductivity, magnetic permeability
ANALYSE STRUCTURALE DE LA DIATOMITE NATURELLE ALGERIENNE
La diatomite appelée aussi terre à diatomées et kieselguhr est une roche sédimentaire légère constituée de coquilles fortement poreuses. Les diatomées sont des micro-organismes unicellulaires de type algue de taille généralement comprise entre 10 et 15 µm, ayant une coque fortement siliceuse. Ce matériau chimiquement inerte présente un grand intérêt lié à ces propriétés : une très grande porosité et un grand pouvoir d’absorption, cette matière première trouve donc différentes applications en développement durable et environnement : purification des eaux potables, agent de filtration, absorption des pesticides, fabrication des antibiotiques…L’objectif de ce travail est l’étude structurale de la diatomite naturelle algérienne provenant du dépôt de Sig-Mascara pour son utilisation dans l’isolation thermique dans les aciéries. La poudre de diatomite est donc analysée par diffraction des rayons x, le diagramme ainsi obtenu est affiné avec le programme MAUD basé sur la méthode d’affinement Rietveld. Cette méthode nous a permis d’identifier les phases présentes et d’analyser quantitativement les phases amorphes et cristallines. Voir les détails
Mots clés : diatomite, DRX, isolation thermique.
PHASE TRANSFORMATION OF THE MECHANICALLY ALLOYED Fe-Nb-B POWDER MIXTURE
Iron based amorphous and nanocrystalline alloys exhibiting good soft magnetic properties have attracted researchers due to their applications. Techniques for processing these materials are melt spin and mechanical alloying of pure components both techniques can realize production on industrial scale. The mechanical alloying is a high energy ball milling process it leads to mixing elements at the atomic level. Its application results in metastable structure formation. The aim of this work was to follow the alloying process progresses and, therefore, the induced milling amorphisation of the Fe-8Nb-30B ternary alloy. Elemental Fe, Nb and B powders (99.9% purity) with a composition of Fe-8Nb-30B (wt.%) were mechanically alloyed in a planetary ball mill type Retsch PM400, under argon atmosphere, for several milling times up to 125 h. The thermal stability, structural and microstructural changes during the milling process were followed by differential scanning calorimetry (DSC) and X-ray diffraction (XRD) using the MAUD program based on the Rietveld method combined with a Fourier analysis in order to describe broadened diffraction Bragg peaks. The broad exothermic reaction which is observed in the DSC scans of the nanocrystalline Fe-Nb-B powders mixtures, consists of several exothermic peaks, occurs for all samples and spreads over the entire temperature range of the scan. This behaviour originates from strain and structural relaxations, recovery, grain growth and crystallization of the amorphous phase. XRD patterns of the Fe-8Nb-30B powders mixtures as a function of milling time show a progressive broadening of the as-received powders diffraction peaks due to the refinement of grain size and accumulation of internal strain. The disappearence of the elemental Nb powder peaks, within the first 10 h of milling, leads to the formation of a metastable Nb(B) solid solution. As the milling time increases, the intensity of the Bragg peaks for the obtained solid solution decreases and the diffracted peaks show considerable broadening within the range 2 (35°-45°) indicating the formation of the amorphous phase. On further milling time, a diffused haloes appear indicating the formation of an amorphous like phase above 50 h of milling. Voir les détails
Mots clés : DRX; Fe-Nb-B alloys; Mechanical Alloying
MICROSTRUCTURAL AND THERMAL PROPERTIES OF NANOCRYSTALLINE FE POWDERS
The microstructural evolution and thermal properties of nanocrystalline Fe during mechanical milling were investigated by using quantitative X-ray diffraction and thermal analysis techniques. Upon milling of the Fe powders with coarse grains, grain refinement takes place gradually and a steady-state grain size in the nanometer regime (about 13,8 nm) is reached after a certain period of milling. the paramagnetic nanostructured bcc α-Fe domain is extended by about 50°C at the expense of both the magnetic bcc α-Fe and nonmagnetic fcc γ -Fe as compared to coarse grained bcc α-Fe Voir les détails
Mots clés : Nanomaterials ; Iron; Microstructure; Thermal properties
FRICTION AND WEAR MECHANISMS OF BIOMATERIAL AISI 316L SS
The aim of this research is to study theFriction and wear mechanismsof a biomaterial Stainless steel AISI 316L, that we simulated work conditions of total hip prosthesis,). The tribological behavior is evaluated by a wear test using (pin-on-disc and sphere-onplane) equipment with and without (Ringer’s and 9 g.L -1 NaCl) solution as lubricant. This tests consisted of measuring the weight loss, and the friction coefficient of each material (AISI316 SS, and ceramic) under the different conditions of charge (19.43, 28 et 44N) and sliding speed (600tr/min et 1020 tr/min). The tribological results obtained in this work shows that the Stainless steel AISI316L is a good choice to use as a material combination in artificial joints Voir les détails
Mots clés : AISI316L SS, biomechanics, friction, wear, tribology
INFLUENCE OF THERMO-MECHANICAL TREATMENTS ON MECHANICAL PROPERTIES OF 2024 ALUMINUM ALLOY
In this work, the 2024 aluminum alloy homogenized and cold rolled at several rates was heat treated at 190 0 C and the effect of precipitation hardening on hardness was investigated as a function of time and rate of cold rolling by using Vickers microhardness measurements. It was concluded that the variation in time and rateof cold rolling can improve the hardness of the alloy. The work revealed that cold rolling and time play an important role in the precipitation hardening process ofthe alloy. The hardness of the alloy increase with the rate of the cold rolling, however the maximum hardness, an optimum aging cycle should be used. The variation in hardness of samples in differentrates of cold rolling when they artificially aged for different intervals of time is shows that as the aging time and temperature increases, a continuous increase in hardness is observed except in the case of the non cold rolled sample where the hardness stabilizes for some hours before continuing the increasing which is attributed to the formation of Guinier–Preston–Bagaryatsky zones(GPB zones) [1]. Further increase in the aging time results in a maximum after which the hardness decreases. These maximums of hardness are attributed of formation of S ’ (Al2CuMg) metastable phase[2]. However the decreasing of the hardness is caused by the formation of the equilibrium precipitate (S) which has the same chemicalcomposition as the metastable phase but a different lattice parameter[3]. This increasing and decreasing of hardness after a maximum value is a dominant trend for all of the samples at all of the aging conditions (time and rate of cold rolling). However, there are some differences between them. First, the time to reach maximum hardness decreases as the rate of cold rolling increases caused by defects introduced by cold rolling which increase the diffusion coefficient of atoms. Also, maximum hardness increases as a result ofincreasing of the rate cold rolling. Results show that in precipitation hardening process, a complex sequence of time- rate cold rolling-dependent factors are involved Voir les détails
Mots clés : Alloy, Precipitation, hardness
ETUDE DE LA TRANSITION DUCTILE-FRAGILE DANS LESALLIAGES D’ALUMINIUM 7075 T6 SOUDES PARLE PROCEDE DE SOUDAGE TIG
Les transports aériens sont aujourd'hui en plein essor. Les constructeurs apprécientactuellement l’aluminium pour sa légèreté, ses qualités mécaniques et son caractèreécologique. La haute qualité de surface, une fois décapée ou anodisée, lui donne un atoutsupplémentaire.Parmi les procédés d'assemblage utilisés, le soudage est une voie possible deremplacement du rivetage. Dans notre étude, on a utilisé le procédé de soudage TIG. Ceprocédé est appliqué à des alliages à durcissement structural (série 2xxx, 6xxx, 7xxx) qui ontla particularité d’être difficilement soudable. Il a aussi pour conséquence de modifier lamicrostructure du matériau de base et donc ses propriétés mécaniques. En effet, même si endehors du cordon de soudure, le matériau ne subit pas la fusion, il est sujet à des changementsde température qui vont modifier son état de précipitation (notion de zone affectéethermiquement).Notre travail consistera à étudier les principaux traitements thermiques et leurs effetssur la microstructure, l’observation par microscope optique de ces changements d’une zone àune autre, et l’influence du procédé de soudage TIG sur les caractéristiques mécaniques d’unalliage d’aluminium 7075 T6. Ces caractéristiques mécaniques seront définies par des essaismécaniques (résilience et dureté). Le premier essai sera utilisé pour déterminer l’énergie de larupture (rupture fragile ou ductile), et le deuxième pour déterminer la variation de la dureté etla micro-dureté dans chaque zone des pièces soudées (métal de base, zone affectéethermiquement ZAT, zone fondue). Voir les détails
Mots clés : Procédé de soudage TIG, alliages d’aluminium 7075 T6, traitements thermiques, propriétés mécaniques et microstructures
Evaluation non destructive de la taille des grains par ultrasons
Un traitement thermique ou mécanique d’un matériau permet de modifier, entre autres, la taille moyenne des grains. Cette dernière dépend de la température, du temps de maintien et du mode de refroidissement ou de la contrainte de laminage. La taille moyenne des grains, outre son influence sur les vitesses de propagation et coefficient d’atténuation des ondes ultrasonores, affecte aussi la fréquence de l’onde à travers le matériau. La grosseur des grains est un indicateur de l’état de fatigue d’un matériau. Elle peut donc être exploitée dans le suivi ou la prévention de l’endommagement en fatigue.Dans ce papier, nous étudions l’effet de divers traitements thermiques et donc de diverses tailles moyennes de grains d’un acier sur la fréquence de l’onde ultrasonore après traversée du matériau. Nous avons fait la même expérimentale sur des échantillons en aluminium. Les différentes tailles de grains sont obtenues par laminage.La mesure du décalage en fréquence des ondes longitudinales est réalisée en immersion avec deux sondes de fréquences différentes 2.25 et 5 MHz. Les résultats expérimentaux sont représentés sous forme de courbes donnant la fréquence pour les deux sondes de 2.25 et 5 MHz en fonction de la taille des grains.Les traitements thermiques sur l’acier et le laminage sur l’aluminium effectués sur les échantillons ont permis d’obtenir un gradient de tailles des grains. Nos résultats sont en accord avec la théorie en raison du trajet important dans l’échantillon et dans ce cas le décalage en fréquence vers le bas est prépondérant. Ils montrent une relation directe entre le décalage en fréquence et la taille moyenne des grains. Il est donc possible de remonter de manière quantitative à une taille moyenne de grains à partir de la mesure de la fréquence d’une onde ultrasonore ayant traversé ce matériau et par conséquent à son état de fatigue thermique ou mécanique. Voir les détails
Mots clés : traitement thermique, Laminage, acier, Aluminium
Application of Inverse Methods for Spatial Deconvolution of Pulsed Ultrasound Fields Radiated in Solids
When measuring the ultrasound field, the signal provided by the receiving transducer is affected by its spatial properties. Particularly, the displacement normal to its surface is spatially averaged because of the receiver finite size. In this study, we show using a numerical simulation, the effectiveness of the spatial deconvolution of these effects for a rectangular transducer. For that, three methods allowing the inversion of the aperture effect are tested 1) Wiener’s method; 2) the power spectral equalization (PSE) method, and 3) the maximum a posteriori (MAP) method. The obtained results show that the three methods are able to reconstruct the ultrasound field from the spatially averaged values and the quality of the reconstruction depends strongly upon the signal to noise ratio (SNR) and the spatial frequencies of the ultrasound field investigated. Voir les détails
Mots clés : Deconvolution, Spatial filter, Wiener filter, Power spectral equalization method, Maximum a posteriori method.