Sciences des matériaux
Caractérisation microstructurale d’un alliage AlMgSi extrudé
Le but de ce travail est la caractérisation microstructurale d’une pièce utilisée en construction automobile élaborée à partir d’un alliage base aluminium de la série 6000 et mise en forme par le procédé d’extrusion. Dans ce travail nous avons utilisé différentes méthodes expérimentales (métallographie, DRX, DSC et mesures de micro dureté). La microstructure de l’alliage est formée de grains assez fins dont la taille varie entre 3µm et 9 µm. elle renferme aussi une phase sous forme de précipités assez grossiers, répartis de façon homogène dans la matrice d’aluminium.Les résultats obtenus par DRX sont en faveur d’une structure cristalline cubique centrée avec un paramètre de maille de 12.64 °A. Ces caractéristiques cristallographiques correspondent à la phase dispersoides Al15(Mn, Fe)3Si2, observée par d’autres auteurs sur des alliages similaires.La séquence de précipitation des phases métastables a été mise en évidence par analyse DSC et par des mesures de microdureté. Les résultats obtenus par les deux méthodes sont en très bon accord. Voir les détails
Mots clés : alliage AlMgSi, aluminium série 6000, microstructure, durssissement, métallographie
Comportement électrochimique de couches minces Fe-Si obtenues par pulvérisation cathodique magnétron.
Dans notre approche nous avons étudié le comportement électrochimique des films minces nano-structurés élaborés par co-pulvérisation cathodique magnétron (procédé PVD). Les films ont été élaborés à partir de deux cibles ultra pures. Les alliages obtenus sont des alliages de Fer-Silicium largement utilisés dans l’industrie électrique et électronique. Les films minces Fe-Si trouvent également des applications comme des capteurs magnétiques. En fonction de la teneur en silicium, au delà de 32at. % Si, nous avons constaté que la structure se modifie et passe d’un système cubique centré à une structure amorphe. Les analyses électrochimiques, menées dans deux solutions différentes ; l’une constituée d’une solution de NaCl à 3,2% et l’autre une solution aqueuse d’eau douce minérale, ont révélé que, selon que le caractère cristallin ou bien amorphe et selon le milieu le comportement électrochimique des couches étudiées change. Parmi les résultats obtenus, la principale conclusion que nous avons retenue est que les structures amorphes ont le meilleur comportement électrochimique et que la dégradation de l’état de surface dépend de la concentration en silicium et du milieu. Voir les détails
Mots clés : Fe-Si alloys, Magnetron sputtering, iron alloys, Thin films, corrosion.
Elaboration et influence des traitements thermiques de l’alliage AMF CuAlNi
Les alliages à mémoire de forme de type Cu-Al-Ni présentent un grand intérêt technologique, vu leur capacité d’utilisation à des températures proche de 200°C, cependant les alliages à base de Ni-Ti et Cu-Zn-Al ont une température d’application limite environ 100°C. Notre étude consiste à l’élaboration de cet alliage par deux méthodes qui sont: 1. La méthode classique : où l’échantillon est élaboré à partir des éléments par réaction lente dans un four. 2. La méthode self-propagating high temperature synthesis est basée sur l’exothermicité de la réaction chimique des composants solides de l’alliage à synthétiser. A cet effet nous avons conçu un dispositif pour scellé notre échantillon sous vide dans un tube de quartz pour la synthèse par voie classique et nous avons optimisé les paramètres de travail lors de l’élaboration par SHS. En fin, les échantillons élaborés sont caractérisés par DRX et Microscopie optique. Les résultats obtenus nous ont confirmé les avantages de la technique SHS par rapport à la voie classique, tels que: l’équipement réduit, le temps de synthèse d’environ 20 secondes et la pureté des produits ainsi que l’obtention de la phase responsable de l’effet mémoire de forme de l’alliage Cu-Al-Ni après un traitement thermique. Voir les détails
Mots clés : Synthèse par combustion, alliages à mémoire de forme, traitement de betatisation, Cu-Al-Ni
Structural evolution of the mechanically alloyed Fe62Nb8B30powder mixtures
Fe62Nb8B30 amorphous alloy was prepared by mechanical alloying in a planetary ball mill from pure elemental powders. Structural properties of the milled powders were investigated by X-ray diffraction. The mixing of Nb and B leads to the formation of a bcc Nb(B) solid solution after 1 h of milling. A highly disordered Fe(Nb, B) structure in addition to a small amount of the un-reacted α-Fe and the bcc Nb(B) solid solution are obtained after 25 h of milling. The amorphous state is reached onfurther milling (up to 125 h). Voir les détails
Mots clés : nanostructures, powder metallurgy
MICROSTRUCTURAL STUDY OF THE MECHANICALLY ALLOYED AMORPHOUS Fe-8Nb-30B POWDER MIXTURES
In the metallurgical process of mechanical alloying (MA), powder particles are subjected to severe mechanical deformation from collisions with steel balls. High energy milling forces can be obtained by using high frequencies. During the continuous deformation, important microstructural changes such as grain refinement down to the nanometer scale and amorphization occur. Using X-ray diffraction (XRD), structural and microstructural changes of the mechanically alloyed Fe-8Nb-30B powder mixtures were investigated. Different deformation processes were observed. It was found that structural defects such as dislocations, grain boundaries (GB), vacancies and interstitials, play an important role in the nanostructure formation and amorphization processes. As a result, increase in some physical parameters such as dislocation density is similar to that obtained during severe deformation processes. Voir les détails
Mots clés : Mechanical Alloying, microstructure, DRX
COMPORTEMENT A L’USURE DES FONTES A HAUTE TENEUR EN CHROME ALLIEES AU MANGANESE ET AU NIOBIUM
Les fontes au chrome sont bien connues pour leur bonne résistance à l’usure. Elles sont largement demandées dans les domaines minier, cimentier et industries pétrolières et mécanique. Plusieurs recherches ont été effectuées pour étudier ses comportements à l’usure et à la solidification. Une bonne tenue à l’usure est le résultat d’un compromis entre les propriétés des phases eutectiques et la matrice. Cet aspect est traité par le biais de l’addition d’éléments d’alliage à caractère carburigène pour favoriser la formation de certains carbures eutectiques et secondaires. Le présent travail reporte sur l’effet de l’addition du manganèse et du niobium sur le comportement à l’usure par abrasion et par frottement d’une fonte à forte teneur en chrome. Sept compositions de fonte ont fait l’objet de cette étude. Dans six échantillons la teneur en manganèse varie entre 0 et 3% avec un pas de 0.5% et la septième composition contient du manganèse et du niobium à 0.5 % chacun. L’étude est considérée sur l’état brut de coulée et traité des échantillons. Une étude métallographique est effectuée pour mettre en évidence la microstructure en fonction de la teneur en éléments d’alliage. La perte de masse par broyage et par frottement diminue en fonction de l’augmentation de la teneur en manganèse. Les meilleures pertes de poids par broyage et par frottement sont toujours obtenues après traitement thermique. Parmi tous les résultats obtenus la combinaison Mn + Nb donne le meilleur comportement à l’usure par frottement Voir les détails
Mots clés : fonte au chrome, carbure, eutectique, éléments d’alliage, usure
Propagation de champs ultrasonores impulsionnels dans un solide isotrope: Modélisation & Simulation.
L'interprétation des signaux ultrasonores recueillis lors de l’inspection des pièces dans le C.N.D nécessite la connaissance parfaite du champ ultrasonore rayonné dans les milieux solides. La connaissance du faisceau permet de définir et d’optimiser les conditions du contrôle en multipliant les études paramétriques. Ces études permettent de définir les caractéristiques d’un traducteur avant sa fabrication, afin de l'adapter au mieux à une configuration de contrôle donnée. De plus, un champ ultrasonore calculé pourra servir comme donnée d’entrée à un modèle traitant l’interaction de l’onde avec des défauts. Dans ce contexte, notre objectif est de développer un modèle théorique de rayonnement qui tienne compte des propriétés élastiques du solide et cela en s’intéressant au champ créé dans un solide par l’impact d’un transducteur classique, excité en régime impulsionnel, lorsqu’il est mis en contact avec l’échantillon. L’étude de ce problème relativement complexe met en évidence les différents types d’ondes générées dans un solide isotrope. Telles que les ondes de compression et les ondes de cisaillement directes et de bord, en plus des ondes de tête. Voir les détails
Mots clés : C.N.D, régime impulsionnel, solide isotrope, Ondes de compression, ondes de cisaillement, ondes de tête.
Effect of molybdenum and niobium on the wear behaviour of high chromium white cast iron
High chromium white cast irons are excellent wearable materials. Their wear resistance is due to the presence of high volume fraction of hard carbides in microstructure. Accordingly, this material is very suitable for many applications such as mineral processing, cement production and other industrial fields. Researchers have tried different alloying elements in order to improve wear resistance of this material. An investigation was conducted to determine the effect of alloying elements on the friction and wear behaviour of high chromium cast iron with various concentrations of molybdenum and niobium. The alloys used in this work were made in industrial induction furnace. Alloying elements were added in crucibles after pouring operation. Amounts of molybdenum and niobium were varied between 0 and 3%. A molybdenum and niobium combination of an amount of 0.5% was also studied in this work. Wear investigations were carried out on the as cast and heat treated state of a slightly hypoeutectic high chromium cast iron.Results showed that the studied alloy is composed of netted eutectic chromium carbides embedded in an austenitic matrix. Wear looses carried out on as cast and heat treated cast irons indicates that the best results were obtained by abrasion with 3% Mo alloy. Friction tests has also given good results but less important. Manganese comparing to niobium addition has much more facilitated the abrasion than the friction resistance. These results indicate that the alloying elements do not act similarly on the two type of studied wear. Voir les détails
Mots clés : high chromium cast iron, microstructure, wear, friction, carbide
Couches minces de SnO2 nanocristallines obtenues par Sol-Gel et étude des conditions de leurs cristallisations
Dans ce travail nous avons déposé des couches minces SnO2 et de SnO2 dopés à 15% massique en Indium sur des substrats en verre ordinaire par le procédé dip-coating de la méthode Sol-Gel. Nous avons appliqué l’opération immersionretirage jusqu’à sept fois. Les épaisseurs des couches sont mesurées par ellipsométrie, elles sont comprises entre 130 nm et 185 nm. Les échantillons recuits pendant 1h, et 2h ont des épaisseurs inférieures et des indices de réfraction supérieurs à ceux des échantillons non recuits. Lorsque le temps de recuit augmente l’épaisseur des couches diminue et leurs indices de réfraction augmentent, ceci est directement lié à la densification de couches. Par contre pour l’échantillon recuit pendant 3h l’épaisseur augmente et indice de réfraction diminue, ceci est lié à la taille des grains. Les spectres de diffraction des rayons X montrent une structure orthorhombique de ces couches qu’elles soient dopées ou non dopées. La structure est polycristalline et les grains croissent suivant la . Les spectres SIMS montrent que les couches obtenues ne sont pas nettement superposées, les éléments présents dans ces couches sont : 120Sn, 115In, plus les composés : 120Sn16O, 120Sn16O2 et 115In16O. La distribution de ces éléments en profondeur est de façon générale homogène pour le cas de l’échantillon non recuit. Cette distribution des éléments devient importante vers la surface après recuit à 500°C. Les spectres de transmission, dans le domaine du moyen IR, de ces couches montrent les vibrations des groupements C-O, C–H, O-H, et également, des vibrationsSn-O, Sn-O-Sn, Sn-OH. Ceci veut dire que les matières organiques, qui entrent dans la solution Sol-Gel, ne se sont pas complètement évaporées après le recuit des couches à 500°C, que se soit pendant 2 h ou pendant 3h. Voir les détails
Mots clés : Les couches minces de SnO2, sol-gel, Diffraction des rayons X, structure cristalline
HEAT TREATMENT AND WELDING EFFECTS ON MECHANICAL PROPERTIES AND MICROSTRUCTURE EVOLUTION OF 2024 AND7075 Aluminum ALLOYS
Aluminum alloys are sensitive to hot cracking during the welding operation, both liquidation cracking in the heat affected zone (HAZ) and solidification cracking in the weld can occur. The GTA Welding results of aluminum alloys 2024 T3 and 7075 T6 for 2 mm plate thickness with different parameters of welding are presented in this paper. Before welding, different alloys were heat treated at different temperature to follow the evolution of microstructure and mechanical properties. After welding, the strength of the materials in heat affected zone (HAZ) is reduced. This reduction on properties is due to the different phenomenon that occurs during welding Voir les détails
Mots clés : heat treatment, Aluminium alloys welding, hardness, Precipitation, tensile strength, yield strength, Microstructures