Métallurgie
Elaboration de fonte au cubilot. Impct sur l'Environnement.
Les exigences en matière d’écologie sont de plus en plus imposées par le législateur. Les fonderies de fonte, utilisant le cubilot comme moyen de fusion et plusieurs autres matériaux pour la confection des moules et des noyaux, produisent une grande quantité de gaz polluant et de poussière. Ces polluants sont rejetés dans l’atmosphère et sont très néfastes pour la santé humaine des travailleurs et de l’environnement avoisinant les sites de production.De ce fait, notre étude porte sur la caractérisation d’une fonte produite par le cubilot d’une part et le monitoring des gaz polluants tels que: le SO2, les NOx et les BTX en continue pendant un poste de travail par des capteurs passifs d’autre part. La mesure du taux de poussière régnant dans les différents ateliers de la fonderie est réalisée par la méthode de décantation (méthode de Bergeroff). Tous ces polluants sont connus pour leur impact nocif sur la santé humaine.Les objectifs stratégiques visés par cette étude sont de répertorier les émissions atmosphériques, déterminer le niveau de la pollution atmosphérique générée par l’activité d’une unité de production de pièces coulées en fonte utilisant comme appareil de fusion le cubilot et comme moulage le procédé classique, déterminer les pics de concentration des gaz polluants (SO2, NOx et BTX), quantifier et analyser la pollution par les particules en suspension, élaborer une cartographie de la pollution atmosphérique et comparer les valeurs obtenues relatives à la situation actuelle aux valeurs limites de l’OMS.Des essais de caractérisation de la fonte produite au niveau de la fonderie de l’Ouenza nous ont permis de constater qu’il s’agit d’une fonte grise courante de structure perlitique avec graphite lamellaire. La présence du phosphore en quantité supérieure à la limite admissible est sous forme d’eutectique phosphoreux.L’analyse chimique a montré la présence du cuivre en faible quantité, ce dernier est considéré comme un élément perlitisant et durcissant.Les résultats des mesures effectuées ont montré une très forte pollution atteignant des valeurs de 236.6µg/m3 pour le benzène (C6H6), 508.2µg/m3 pour le dioxyde de soufre (SO2) et 722.4µg/m3 pour les oxydes d’azote (NOx). Les concentrations en poussières sont en deçà de la valeur limite de l’OMS. Leur analyse chimique a montré la présence de beaucoup de silice et de fer. Voir les détails
Mots clés : fonte, cubilot, Environnement, OMS, pollution air, particules, santé
Beta to alpha transformation kinetics and microstructure of Ti-6Al-4Valloy during continuous cooling
In the present paper, an approach based on the Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami (KJMA) model hasbeen developed and applied to study the transformation kinetics of the b phase in Ti-6Al-4V titaniumalloy during cooling. To this purpose, Differential Scanning Calorimetry (DSC) tests have been conductedusing a set of cooling rates ranging from 10 to 50 C/min. This approach allows the kinetics parameters,particularly the activation energy, to be calculated from a single DSC test using a simple linear regression.The microstructural analysis indicates that the microstructure is dominated by the a Widmanstatten €morphology (aW). Microstructural observations along with the calculated values of the Avrami index andof the activation energy suggest that the growth of the aW platelets obeys a mixed mode combining thevanadium diffusion and a displacive mechanism. Voir les détails
Mots clés : Continuous cooling, KJMA model, additivity rule, diffusion, Displacive mechanism
Comportement de la recristallisation statique del’acier inoxydable ferritique type 430
Le comportement de la recristallisation statique d’unacier inoxydable type 430 a été examiné en utilisant des essais delaminage à chaud à une seule passe. Les essais de laminage àchaud étaient réalisés à des températures de C 0 870 , C 0 950et C 0 1000 avec des réductions de 25 à 50% à une vitesse dedéformation de3,3 1 ? S . Le volume recristallisé augmente avecl’augmentation de la réduction par laminage à chaud et le tempsde maintien après laminage.Le processus de la restauration dynamique qui opère pendant letravail à chaud à une vitesse de déformation constante égale à1 3,3 ? S et à des températures égales à C 0 870 etC 0 1000 est la restauration dynamique. Le microscopeélectronique à transmission montre que les basses températuresde déformation ( C 0 870 ) produisent des sous-joints irréguliersavec un intérieur de sous-grain très dense par les dislocations. Lanucléation des nouveaux grains semble être associée avec lesjoints de grain initial principalement les bords de grain.Les equations empirique précises liant les variables dedéformation et la taille de grain initial aux temps derecristallisation et la taille de grain recristallisé ont étédéveloppées avec succès et peuvent être utilisé pour la simulationde laminage à chaud Voir les détails
Mots clés : Acier inoxydable type 430, Laminage à chaud, restauration dynamique, restauration statique, recristallisation statique
EFFET DE LAMINAGE A CHAUD SURLE COMPORTEMENT DE LARECRYSTALLISATION DE L’ACIERINOXYDABLE FERRITIQUE TYPE 409
The behavior of the static recrystallization of this ferritic stainless steel type 409 which contains precipitateswas examined using hot rolling test of a single pass. Hot rolling tests were carried out at temperature of 870°C from athickness of 15mm to 8,4mm and 4,7mm thickness at a controled strain rate of 3.3s-1. The recrystallized volumeincreases with the increase of the reduction and the holding time after hot rolling. Nucleation of recrystallising grainsappears to be associated with triple points and grain boundaries. This material displays a slower rate of recrystallisationand this is attributed to the presence of titanium Voir les détails
Mots clés : ferritic stainless steel type 409, precipitates, deformation variables, hot rolling, dynamic recovery, static recovery, static recrystallization
Influence of heat treatment on the structure and abrasion wear of A105N steel
Wear is the removal of material from a surface by very different mechanisms such as abrasion, erosion, fatigue and corrosion. In the industrial sector, the cost of repairing used parts is very high; the solution in this case is to choose an anti-wear material. To choose an anti-wear material, the first factor is the identification of wear type; however, the conditions of use in the industry are complex so the choice of materials is difficult.Usually the choice of material depends on several factors such as high hardness, high resistance to abrasive wear and low friction coefficient. Thermal treatments are proposed in order to improve these properties. The objective of our work is to study the influence of heat treatment on the structure and abrasion resistance behavior of A105N steel.Samples solution treatment is carried out at a temperature of 900 °C for 2 h then quenched in water. Experimental techniques such as optical microscopy, SEM, EDX and abrasion wear test are used to highlight the effect of heat treatment on the wear resistance of the steel.The microstructural characterization shows that in the initial state, the structure is composed of ferrite and perlite, after tempering, the structure is composed of perlite and bainite. The wear tests by abrasion show a clear difference on the weight losses of up to 50% following the quenching treatment. Voir les détails
Mots clés : wear, abrasion, steel, heat treatment, A105N.
Influence of Vanadium on the Corrosion Behavior of High Manganese Steel in 0.5 M H?SO? Solution
The effect of vanadium on the corrosion behavior of high manganese steel in 0.5 M H?SO? solution has been investigated using scanning electron microscopy, potentiodynamic polarization and impedance spectroscopy. The results have shown that the addition of vanadium to high manganese steel decreases the corrosion current density from 2.1 mA cm¯² to 1.29 mA cm¯². Impedance diagrams show the existence of a high frequency capacitive loop and a low frequency inductive loop. The addition of vanadium increases charge transfer resistance from 5.18 Ω cm² to 12.45 Ω cm². Voir les détails
Mots clés : corrosion, Manganese, EIS, Tafel
Extension de la méthode des tranches au cadre viscoplastique lors de la modélisation du laminage des tôles pour éviter les ruptures de bandes
Nous présentons dans ce travail un modèle mathématique du laminage des tôles dans les cadres elastoplastique et elastoviscoplastique.Ce modèle s’appuie sur la méthode des tranches cette dernière méthode est utilisée classiquement dans le cadre rigide plastique indépendant des vitesses. Cependant, lors du laminage à chaud les vitesses jouent un rôle primordial sur l’intensité des contraintes mise en jeux et donc sur l’effort et le couple de laminage.Pour prendre en compte des vitesses, nous avons mis au point un nouvel algorithme basé sur la méthode du tir. Techniquement nous avons utilisé la méthode de la sécante qui ajuste la position du point neutre et la méthode Runge- kutta pour la solution du problème.Nous obtenons un modèle ouvert qui nous permet d’utilisée déférentes lois de comportement et de frottement plastique et viscoplastique.Nous finalisons ce travail en testant différentes hypothèses de comportement volumique et surfacique. Voir les détails
Mots clés : rupture, modélisation, Laminage, vitesse, viscoplastique
Approche analytique du comportement viscoplastique et microstructural d'un acier microallié au Nb-Ti-V lors des essais de simulation à chaud
L'objectif de cette thèse est de fournir des données sur les propriétés mécaniques d’aciers microalliés Nb-Ti-V (HLE) à bas carbone destinés à la fabrication de tubes pour le transport de gaz et de pétrole, obtenus dans le processus industriel et de développer par la même une compréhension globale sur l’évolution microstructurale en termes de paramètres de déformation. Plus précisément, l'objectif principal est de développer un matériau avec un meilleur équilibre des propriétés à partir d’acier microallié existant X60 afin élargir la production vers des grades supérieurs type X80 et cela à partir de la même composition chimique. A cet effet, des essais expérimentaux incluant la dilatométrie, un laminoir pilote et la torsion à chaud (selon une gamme de vitesses de déformation) ont été réalisés pour simuler les séquences de laminage du procédé industriel. Les résultats de ces protocoles expérimentaux ont permis de mettre en évidence l'effet significatif de paramètres de déformation sur l'évolution de la microstructure finale, donc sur les propriétés mécaniques de l'acier étudié, et de faire des propositions technologiques pour obtenir des grades élevés pour ce type d'acier laminé. Un modèle de prédiction de l'évolution de la microstructure de l'austénite lors de la déformation à chaud qui est une étape clé dans la modélisation des transformations de phase a été également développé pour prévenir plus précisément la taille des grains, les fractions recristallisées ainsi que les déformations et les contraintes critiques qui leur sont associées. Ces différentes approches de prédiction des propriétés d’écoulement basées sur les aspects analytiques et sur les observations microstructurales ont permis de déterminer des relations quantitatives des lois de comportement macroscopique tout en décrivant les phénomènes physiques qui sous-tendent les comportements rhéologiques.NB : Ce travail académique, entrant dans le cadre de projet de recherche interne URASM CSC ANNABA (dont Mr Berdjane était chef d’équipe) et une partie de thèse de doctorat, été consacré à l’étude du comportement viscoplastique des aciers HLE. Mr Berdjane a été mandaté officiellement en tant que chef d’équipe laminage par la Direction DRA CERSIM SIDER et l’URASM CRTI Annaba de valoriser une partie technique du projet de recherche de coopération DRA/SIDER-Freiberg Allemagne par un aboutissement à une thèse de doctorat. Voir les détails
Mots clés : Traitements thermomécaniques, aciers HLE, Laminage à chaud, torsion à chaud, comportement viscoplastique, modèle microstructural
Modélisation paramétrique de l’effet du pouvoir refroidissoir sur le comportement mécanique des alliages métalliques fonctionnels lors de leurs transformations
La connaissance de modèles de prédiction des propriétés mécaniques des alliages ferreux est utile dans de nombreuses applications. Ces applications sont celles de l’analyse de l’influence des paramètres des produits tels la composition chimique et les paramètres de déformation sur les caractéristiques finales des aciers obtenus. En pratique, les modèles de prédiction ne sont pas a priori connus et leur établissement nécessite un effort plus ou moins considérable notamment à cause de la grande variabilité des paramètres dimensionnels et chimiques des produits et de la complexité des systèmes de laminage. En particulier, cette complexité du système industriel a fait en sorte qu’au cours de la fabrication des bandes laminées à chaud en acier, on a pu constater un problème de dispersion des propriétés sur produit fini, nous avons choisi d’expérimenter la régression polynomiale c’est à dire en considérant le modèle linéaire avec contraintes métallurgiques. L'effet de la vitesse de refroidissement sur la taille du grain ferritique final a pu être évalué de façon quantitative pour plusieurs vitesses de refroidissement. La température de laminage a une certaine influence sur la taille du grain ferritique. En particulier, nous avons mis en évidence l'effet de la vitesse de refroidissement sur la taille du grain ferritique. Voir les détails
Mots clés : modèle de prédiction, vitesse de refroidissement, taille de grain, Laminage, acier
Study of physico-chemical properties ofdiatomite Algeria: Application to thethermal insulation of liquid steel bath
The purpose of this paper is tocharacterize and to evaluate the diatomitepowder of Sig region (West Algeria) withoutfluorine by powder generally used in tundish tothermal insulation of steel bath contain fluorine,that affecting the environment and health ofworkers. Thermal and physicochemicalcharacterization showed different endothermicand exothermic peaks. The scanning microscopymethod was used and a large porosity wasobserved, which is very beneficial for improvingthe thermal conductivity of the product. The trialindustrial in steelwork with diatomite powder,showed a weak loss temperature of steel (10 °Cmax), and filled fully function in thermalinsulation of the steel bath Voir les détails
Mots clés : diatomite, fluorine, Tundish, steelwork, thermal insulation, DSC