Electronique
SOLIDIFICATION D’UN ALLIAGE DETYPE CO-NI-CR-W-C DANS UN RECHARGEMENT PAR PROJECTION PLASMA ARC TRANSFERE (PTA) SUR UN ACIER INOXYDABLE
Un dépôt d’alliage à base de cobalt de type Co-Cr-Ni-W-C a été réalisé par projection plasma arc transféré (PTA) sur la surface d’un acier inoxydable à soupape. L’alliage est caractérisé à l’état d’équilibre par une solution solide Co(γ) dendritique majoritaire et des carbures eutectiques M7C3et ηM6C. Au niveau de l’interface dépôt/substrat, cette microstructure est modifiée par le mode de refroidissement rapide de l’alliage lors du processus de son application à l’état liquide sur le substrat enacier relativement froid. La structure formée dans ce cas est hétérogène et des phases métastables peuvent se produire et être modifiées en cours de l’exploitation en température et dans un milieu agressif. Cette situation peut provoquer des conséquences indésirables sur les propriétés du revêtement et de sa fiabilité car elles sont directement liées aux microstructures formées lors du dépôt. Nous nous sommes intéressés plus particulièrement à cette microstructure hétérogène formée lors de la solidification de dépôt au contact du substrat en acier et à lapropriété mécanique de dureté dans la zone de l’interface reliant le couple soudé. La caractérisation a été effectuée par MEB-EDS, microsonde CAMECA et profils de micro duretés. Le dépôt obtenu a un aspect régulier et linéaire exempt de fissures avec peu de porositésLa morphologie de la microstructure représente les étapes desolidifications relativement rapide avec un gradient thermique élevé à son début au niveau de l’interface en formant une solution solide Co (γ) à front plan. Elle évolue progressivement en fonction du gradient thermique décroissant en s’éloignant de la jonction vers la surface de dépôt. La matrice prend alors les formes : cellulaire, mixte (cellules et dendrites) et dendritique vers la limite externe du dépôt. La croissance des dendrites se fait selon des ramifications primaires dans le sens de l’évacuation de la chaleur qui et se déroule suivant la direction perpendiculaire à l’interface, vers la surface externe de dépôt, suivit des bras secondaires puis tertiaires peu développés. Les carbures eutectiques M7C3et ηM6C formés sont très fins et se localisent au sein des espaces intercellulaires et inter-dendritiques de la solution solide (γ). Le modèle de la surfusion constitutionnelle développé dans la solidification des cordons de soudures des alliages binaires est utilisé pour expliquer la succession constatée dansla morphologie de la solution solide (γ) en assimilant le métal de base dans lecas de soudage au substrat et la zone fondue à l’alliage d’apportà base de cobalt. Les résultats que nous présentons apportentune meilleure compréhension des mécanismes élémentaires de solidification dans le dépôt d’alliage poly-constitué de type Co-Cr-Ni-W-C, la morphologie formée de la solution solide Co (γ) au niveau de l’interface, les propriétés mécanique de dureté qui en découlent et qui permettent de mieux appréhender les relations qui s’établissent avec le comportement mécanique macroscopique du matériau composite formé Voir les détails
Mots clés : alliages Co-Ni-Cr-W-C, dépôt massif, microstructure, Interface, surfusion
RECONSTRUCTION DES SIGNAUXD’ONDES ULTRASONORES LONGITUDINALES SOUS CONTRAINTES THERMOMECANIQUES
Cette étude traite de l'évaluation de la propagation d’ondes ultrasonoreslongitudinales dans des matériaux métalliques homogènes et isotropes soumis à des contraintes mécaniques élastiques de compression ou de traction. En sepropageant dans un matériau contraint, les signaux d’ondes réfléchies sont modifiés sensiblement en comparaison à leurs allures en absence de contraintes dans ce même milieu. Ce phénomène repose sur la théorie de l’acoustoélasticité qui établit les expressions des vitessesde propagation d’ondes ultrasonores longitudinales et transversales en fonction de certaines caractéristiques intrinsèques du matériau examiné et de l’ensemble des contraintes agissantes sur ce matériau (interaction ondes ultrasonores - contraintes appliquées).Pour étudier le comportement des ondes longitudinales réfléchies sous contraintes thermomécaniques statiques, nous proposons une étude théorique consacrée à la propagation d’ondes ultrasonores longitudinales dans deux types de matériaux soumis à des contraintes thermomécaniques. Ces deux matériaux sont en acier C33 et en alliage d’aluminium AlMg3 aux caractéristiques macroscopiques connues. Ils ont été retenus pour leur homogénéité, propriétés acoustiques et mécaniques. Leur usage est courant en construction mécanique des structureset machines. Pour la reconstruction de la forme des signaux d’ondes ultrasonores longitudinales sous contraintes thermomécaniques, on étudie le signal expérimental de l’onde longitudinale qui se propage dans le matériau considéré en absence de contraintes. En exploitant ce signal, on retrouve certains paramètres permettant d’approcher le mieux possible le modèle analytique réel du signal de l’onde. En Considérant la déformation élastique et la vitesse de l’onde considérée réfléchiepar la pièce examinée sous contrainte, le calcul du temps de vol de l’ondepermet de simuler le signal théorique sous la contrainte thermomécanique appliquée. Cette méthode de simulation appliquée aux matériaux élastiques isotropes offre de nouvelles perspectives pour la caractérisation non destructive du comportement mécanique des matériaux et structures sous sollicitations composées Voir les détails
Mots clés : Acoustoélasticité, Ondes de compression, Signaux, matériaux, contrainte, thermomécaniques
OPERATION D’ETAMAGE DES ACIERS INOXYDABLES A MEI_SPA
Procédés de régulage Les procédés de régulage utilisés à MEI sont : 1. Procédé de coulée centrifuge. 2. Procédé de rechargement (régulage)manuel au chalumeau (oxyacétylénique). 3. Coulée statique. Par retour d’expérience, des gammes types de réparation ont été mises en œuvre, elles consistent en : 1 ère Phase : préparation de surfaces Les surfaces à recevoir l’antifriction sont nettoyées et préparéesde telle manière à assurer une bonne adhérence du métal antifriction. 2ème phase : Application d’une sous couche de transition entre le métal de base et l’antifriction (Etamage). Cette phase est réalisée par l’un desdeux modes opératoires suivants. A) Par immersion dans un bain liquide avec respect des paramètres telle (Température 300 à 310 ° C) ainsi que le temps d’immersion (35’ à 45 min). B) Manuel par l’application de patte prête à l’emploi de composition - (100 % Sn ; 63% Sn + 37% Pb ou 95 % Sn et 5% Ag ) 3ème phase : Application de l’antifriction L’application se fera selon le choix du précédé avec respect des paramètres (Température de coulée, vitesse de rotation, nature de la flamme,…etc).Les contrôles CND par ressuage et ultrasons ont révélés des taux de rebut élevé. Cette situation est à l’origine d’un manque à gagner important. En vu d’y remédier nous avons recouru à : - la réalisation d’une couche intermédiaireen argent entre le métal de base et l’antifriction, lorsque la surface d’antifriction est faible. La réalisation avait donnée des résultats concluants. - La présentation de la problématique aux fabricants des produits pour nous préconiser des produits d’étamage de substitution appropriés. Enfin, leurs préconisations étaient inappropriées. Le développement de l’activité réparation des coussinets dont les corps sont (Inox ou Aluminium) est capitale vu l’importance du marché. Dans ce contexte MEI souhaite avoir une collaboration et assistance des organismes de recherche afin de prendre en charge cet aspect tout en nous préconisant des produits appropriés à ce sujet Voir les détails
Mots clés : soudage, cnd, l’Industrie des Métaux
ETUDE DU COMPORTEMENT MECANIQUE D’UN COMPOSITE STRATIFIE PAR THERMOGRAPHIE INFRAROUGE
L’analyse des modes de défaillances d’un matériau composite stratifié nécessite une méthode appropriée à même d’expertiser et d’identifier les différentes dégradations au niveau d’un stratifié .Les causes d’endommagement les plus préoccupantes sont le dédoublement par délaminage, les concentrations de contraintes autour des entailles et des trous. Ce travail traite de la rupture par délaminage, notamment inter laminaire, ainsi que de l’intérêt et les limites de l’application du concept du taux d’énergie dissipée « G » au délaminage et présente les outils utiles à l’étude du comportement mécanique des composites stratifiés par des approches analytiques. Les résultats obtenus de Gcpar application de la méthode des poutres modifiée, de la compliance et de l’intégration desurface sont en concordance La technique de thermographie infrarouge a permis de suivre l’endommagement en fond de fissure et les différentes constatations indiquent la mise en valeur du processus de dégradation conduisant au délaminage d’un stratifié que ce travail a pu élucider par l’approche thermique qui est présentée lors de ce travail Voir les détails
Mots clés : délaminage, composites, stratifie, endommagement, énergie, compliance
Reconstruction D'image De Tomographie 2D Par Une Méthode Statistique à Convergence Accélérée Par Les Données Initiales
Nous présentons dans ce travail une approche statistique pour la reconstruction des images 2D de tomographie à rayons X. L’approche proposée OSEM (Ordered Subsets Expectation Maximization), obtenue dans le cadre bayésien sans a priori, s’inspire d’une approche classique MLEM (Maximum Likelihood Expectation Maximization). L’amélioration que porte l’algorithme OSEM permet d’accélérer la convergence. Une étude détaillée est réalisée afin de montrer l’efficacité de la méthode proposée sur l’optimisation de la reconstruction. Une manière supplémentaire d’optimiser la reconstruction est de ne travailler que sur des sous-ensembles des données initiales. On estime en effet que la vitesse de convergence croit proportionnellement au nombre de sous ensembles utilisés. Voir les détails
Mots clés : Reconstruction d’image, projection, méthode statistique, vraisemblance, MLEM, OSEM
Ultrasonic Inspection of Composite Materials Using Minimum Entropy Deconvolution
In this work, the Minimum Entropy Deconvolution (MED) method, developed for ultrasonic signals, is used to address the problem of delamination defect detection in Composite Materials. Standard deconvolution techniques suppose that the wavelet is minimum phase but generally make no assumptions about the amplitude distribution of the primary reflection coefficient sequence. For a white reflection sequence the assumption of a Gaussian distribution means that recovery of the true phase of the wavelet is impossible; however, a non-Gaussian distribution in theory allows recovery of the phase. It is generally recognized that primary reflection coefficients typically have a non-Gaussian amplitude distribution. The minimum entropy deconvolution (MED) method supposes whiteness but seek to exploit the non-Gaussianity. This method do not assume minimum phase. The deconvolution filter is defined by the maximization of a function called the objective. The algorithm is tested on simulated data and also tested on real ultrasonic data from multilayered composite materials. Voir les détails
Mots clés : blind deconvolution, composite, Nondestructive Testing (NDT), Ultrasonic
Region-based active contour with adaptive B-spline. Application in radiographic weld inspection
This paper describes a probabilistic region-based deformable model using a new adaptive scheme for B-spline representation. The idea is to adapt the number of spline control points which are necessary to describe an object with complex shape. For this purpose, the curve segment length (CSL) is used as criterion. The proposed split and merge strategy on the spline model consists in : adding a new control point when CSL is greater than a certain splitting threshold so that the contour tracks all the concavities and, removing a control point when CSL is less to a certain merging threshold so that the contour aspect maintains its smoothness. Noise on synthetic and real weld radiographic images is assumed following Gaussian or Rayleigh distribution. The experiments carried out confirm the adequacy of this approach, especially in tracking pronounced concavities contained in images. Voir les détails
Mots clés : radiography, weld defect, region-based active contour, B-spline, adaptive control point number
Adaptive B-Spline Model Based Probabilistic Active Contour for Weld Defect Detection in Radiographic Imaging
This paper describes a probabilistic region-based deformable model using a new adaptive scheme for B-spline representation. The idea is to adapt the number of spline control points which are necessary to describe an object with complex shape. For this purpose, the curve segment length (CSL) is used as criterion. The proposed split and merge strategy on the spline model consists in: adding a new control point when CSL is greater than a certain splitting threshold so that the contour tracks all the concavities and, removing a control point when CSL is less to a certain merging threshold so that the contour aspect maintains its smoothness. Noise on synthetic and real weld radiographic images is assumed following Gaussian or Rayleigh distribution. The experiments carried out confirm the adequacy of this approach, especially in tracking pronounced concavities contained in images. Voir les détails
Mots clés : weld defect, Active contour, adaptive B-spline, split and merge operations
Automatic Crack Detection and Characterization During Ultrasonic Inspection
The creation of a non-destructive technique that enables the automatic detection of defects is desirable, and TOFD (Time-Of-Flight Diffraction) technique is gaining rapid prominence due to its high accuracy in detecting, positioning and sizing flaws in steel structures. In this type of imaging, cracks are characterized using sets of hyperbolas, where summit positions correspond to crack tip positions.However, ultrasonic diffracted signals are often too low and difficult to distinguish from noise, and when large structures are inspected, the quantity of data can be extremely large, with the area of interest being very small in comparison to the image size. This paper describes a method that avoids the image formation, replacing it with a sparse matrix (as there is no reason to store and operate on an excessive number of zeros), and automates crack detection by analyzing the curve formed by the sparse matrix elements.The sparse matrix is formed using Split-Spectrum Processing, which enhances the signal-to-noise ratio. The Randomized Hough transform is then applied on the sparse matrix elements to detect the hyperbolas that characterize the crack defects. Voir les détails
Mots clés : Automated inspection, Ultrasonic imagery, Sparse matrix, Defect characterization
Utilisation des critères de performance pour la segmentation automatique des images cytologiques couleur
Le présent travail s’inscrit dans le cadre du contrôle non destructif ultrasonore des matériaux. La détection d’imperfections par ultrasons est souvent difficile dans certains matériaux métalliques à gros grains, car on ne peut pas distinguer entre le bruit provenant des grains de ces matériaux et le signal des imperfections masqué souvent par ce bruit. Jusqu’à l’heure actuelle, plusieurs travaux ont été élaborés dans le but de détecter des échos de défauts noyés dans le bruit. Ces travaux sont basés sur des analyses temps-fréquence et temps échelle, La possibilité d’acquérir une information permettant de caractériser les défauts en nature, en taille et en orientation a nécessité le développement de techniques plus évoluées qui sont regroupées sous le terme général de techniques de traitement du signal et d’imagerie ultrasonore. Notre travail consiste à étudier et à implémenter des algorithmes de traitement de ce type de signaux pour pouvoir améliorer la qualité du contrôle et de constituer des images ultrasonores puis de procéder à leurs analys es par diverses méthodes afin de détecter les défauts. La localisation des défauts à partir de ce type de signaux, a été faite, dans un premier temps par des algorithmes à haute résolution tels que l’algorithme de Music (Multiple Signal Classification), l’algorithme de Root-Music et la méthode de vecteurs propres. Par la suite nous avons appliqué les techniques de déconvolution déterministes et aveugles. Et enfin, nous avons montré que la détection et la caractérisation automatique des défauts dans des images ultrasonores était possible en appliquant deux techniques de segmentation, la première basée sur la matrice de cooccurrence et la seconde sur les réseaux de neurones. Tous les résultats obtenus sur des signaux et des images simulés et expérimentaux sont satisfaisants Voir les détails
Mots clés : segmentation, critères d’évaluation, critères de performance, paramètres d’action, segmentation automatique, contrôleur flou, image cytologique couleur