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Elaboration and characterization of thin solid films containing cerium
Cerium oxide films are widely studied as a promising alternative to Cr(VI) based pre-treatments for the corrosion protection of different metals and alloys. Cathodic electrodeposition of Cerium containing thin films was realised on TA6V substrates from a Ce(NO3)3,6H2O and mixed water-ethyl alcohol solutions at 0.01 M. Experimental conditions to obtain homogeneous and crack free thin films were determined. The deposited cerium quantity appears proportional to the quantity of electricity used, as indicated by the Faraday law. Subsequent thermal treatment lead to a CeO2 coating, expected to provide an increase of TA6V oxidation resistance at high temperatures. The deposits were characterized by differential scanning calorimetry (DSC), optical and scanning electron microscopies.Titanium and its alloys have been considered as one of the best engineering materials for use in industrial application due to their high specific strength, good corrosion resistance and biocompatibility [1-3].However, a major problem of titanium alloys is an insufficient wear resistance and serious oxidation at high temperature [4,5].To combat this problem, conversion coatings are widely used as part of the corrosion protection system [6]. The use of rare-earth compounds particularly cerium compounds have attracted significant attention for corrosion protection of metals and alloys as a result of new environmental regulations to replace toxic compounds [7, 8]. Cathodic electrodeposition has been used because of the low cost of equipment and of precise control of deposited thickness [9,10]. The focus of this study is on cerium based conversion coatings, wich have shown promise as potential replacements for chromates [11,12]. In the present work, an electrodeposition technique was used to get, in one step, thin cerium containing films over all surfaces of TA6V samples. The deposits were then submitted to a thermal treatment under argon in order to get a CeO2 coating, the aim being to later study the behaviour of such a coated material under high temperature oxidation conditions.The electrochemical bath was a 0.01 M Ce(NO3)3 solution, obtained by dissolving commercial cerium nitrate (Ce(NO3)3, 6H2O, 99.99% purity) in water 50 vol.% ethyl alcohol. Electrodeposition was realised using a classical three electrode experimental set-up, described elsewhere [13,14], including a TA6V sample as cathode, a platinum grid counter electrode and a saturated calomel electrode (SCE) as reference. Deposition experiments were carried out in galvanostatic mode, current density varying from j= -2 to - 0.05 mA cm-2, at ambient temperature and without stirring. Deposition time was varied from 100 to 7200 s. The variation of the potential versus time was recorded during deposition. After electrodeposition, samples were rinsed with ethyl alcohol and air dried for at least a night before further use or analysis. These experimental conditions were chosen from previous work [14] and were expected to provide thin films with a thickness in the range 50–500 nm.The aim of this work was to determine adequate parameters for cathodic electrolytic deposition, on TA6V substrate, of cerium hydroxide films from mixed water–ethyl alcohol solutions to obtain, after a thermal treatment, thin CeO2 films(<500 nm), suitable for high temperature purposes. The deposit weight and hence the deposit thickness was shown to increase with current density at a constant deposition time. However, low current densities (-0.2 mA.cm-2) promoted the formation of thin, crack-free films (which was not the case for higher current densities). The deposited cerium quantity appears proportional to the quantity of electricity used, as indicated by the Faraday law. Microscopic observations (-0.2 mA.cm-2) revealed that formed cerium hydroxide films are uniformly deposited all over the sample surfaces. The results of the DSC analysis are in perfect concordance with the literature. This study thus illustrates that electrolytic deposition can be used to obtain thin and uniform cerium films over a metallic substrate used as the cathode. High temperature oxidation experiments are currently performed on coated specimens. First results are quite promising. Voir les détails
Mots clés : electrodeposition, Cerium oxide, Cthodic deposit, Titanium alloy.
Etude du comportement tribologique des engrenages dentés moulés par injection
Les engrenages à denture droite soumis à des charges extérieures et des couples de transmission de mouvement engendrent des phénomènes d’instabilité géométrique et sont très sensibles aux défauts de forme causés par l’effet de moulage par injection. Une étude expérimentale a été menée pour la détermination de l’évolution d’usure sur ces engrenages qui sont soumis à des conditions de travail sévères. L’objectif assigné à ce travail permet l’évaluation de la fiabilité de ces éléments en fonction des défauts géométriques provoquant l’altération des engrenages. Un modèle mécanique de dégradation a été utilisé afin d'évaluer la probabilité de défaillance. La probabilité de défaillance a été estimée par la méthode FORM. Les résultats ressortis indiquent qu’il existe une réelle influence sur la durée de vie des dents d’engrenage en service (sans et avec défauts). Voir les détails
Mots clés : Moulage par injection, Engrenage, défaut, Fiabilité.
Study mechanic-reliability of the steel pipeline with presences of the localized defects
The energy demand such as gas and oil requires more and more the construction of new pipeline. The transport networks of hydrocarbons are working for gas in the continuous feed of many industrial sectors. Therefore, the service life and safety of these structures are important parameters to ensure the continuity distributions operations. The reliability of these industrial facilities is largely conditioned by specific characteristics for each system, in its conditions of use, its environment. Generally the causes of deterioration of hydrocarbon transportation pipelines are related to the presence of apparent defects (pinholes, cracks, corrosion.....etc.). A study was conducted to evaluate the reliability of these structures according on parameters (depth, length, thickness...). A mechanical model of degradation was used to assess the probability of failure through dimensions of defects.The object of this study is to analyze the defects located on a pipe under a calculation code based on reliability starting from a mechanical model, which integrates uncertainties through probabilistic models and geometric parameters. The parametric study show that the degree of influence of various parameters is not constant and the most dominant variable is the trio, diameter, operating pressure and the depth of the defect, are predominant. The reliability index after optimization of the variable converges towards more or less acceptable values. Voir les détails
Mots clés : Reliability, pipeline, Defects, Mechanical Model.
Etude du comportement tribologique des alliages de fonderie
Le présent travail, fait l’objet de l’étude de comportement tribologique de deux alliages de fonderie : un acier austénitique au manganèse Fe-14%Mn-1.2%C et un inoxydable austénitique de type AISI309. Ces deux aciers sont élaborés au niveau de la société de fonderie ALFET (Tiaret) dans un four électrique de capacité de 6 tonnes.Les échantillons ont subi après maintient à 1100°C pendant 4heures, un traitement d’hypertrempe suivi d’un refroidissement rapide à l’eau. Les essais d’usure sont réalisés à l'aide d’un tribomètre pion/disque de type Tribometer 4.4U dont les paramètres pris en considération sont: la force normale est 5 N, la bille est en acier trempé 100C6 et la vitesse linéaire est 10,05 cm/s.L’observation par MEB montre que la structure de l’acier AISI309 est composée d’une matrice constituée de gros grains austénitiques et un réseau interdendritique continu de carbures de chrome.La structure de l’acier au manganèse Fe-14%Mn-1.2%C présente deux zones austénitiques : une zone foncée riche en manganèse et l’autre claire appauvrie en manganèse.L’addition du vanadium dans l’acier austénitique au manganèse augmente sa résistance à l’usure au frottement par la diminution de coefficient de frottement de 0.45 à 0.35L’acier Fe-14%Mn-1.2%C présente une bonne résistance à l’usure par rapport à l’acier inoxydable AISI309, ceci est expliqué par la présence des précipités très fins et durs dans l’acier austénitique au manganèse. Voir les détails
Mots clés : AISI309, Acier au manganèse, tribologie, austénite.
Influence of vanadium on the corrosion behavior of high manganese steel in 0.5M H2SO4 solution
The effect of vanadium on the corrosion behavior of high manganese steel in 0.5MH2SO4 solution has been investigated using potentiodynamic polarization, linear polarization and impedance spectroscopy.The results showed that the addition of vanadium in high manganese steel decreases the corrosion current density from2.1mA.cm-2 to1.29mA.cm-2. The impedance diagrams show the existence of a single capacitive loop that is attributed to the charge transfer reaction and time constant of the electric double layer. Voir les détails
Mots clés : Vanadium, corrosion, Manganese, Impedance.
Influence de l’expression de l’estimateur du calcul de la probabilité de rupture sur les paramètres du modèle de Weibull lors des essais de traction directe sur une fonte grise.
Apprécié en fonderie, la fonte grise est un matériau intermédiaire dans la fabrication de l’acier utilisé pour tout type de pièce mécanique. Les avantages techniques et économiques de son emploi ont été décrits principalement pour les pièces moulées [1]. Ce travail traite du comportement en traction directe des échantillons en fonte grise à forte teneur en carbone à graphite sphéroïdal destinés pour des boucles à clé de nuance EN-GJS-500-7. L’aspect probabiliste de la ruine a fait l’objet d’une description quantitative utilisant le modèle de Weibull. Les éprouvettes de traction directe utilisées sont de forme haltère de 80 mm de longueur, 10 mm de largeur centrale élargie aux extrémités d’attache à 20 mm et d’épaisseur moyenne 3 mm. L’essai de traction a été mené à température ambiante et à vitesse constante jusqu’à la ruine de l’échantillon sur une machine universel de type Zwick MFL d’une capacité de 600 KN [2]. Voir les détails
Mots clés : fonte grise, rupture, Modèle de Weibull.
Modélisation simplifié d’un procédé de mise en forme
La prédiction de l’effort et du couple, des contraintes et des vitesses est indispensable pour conduire de façon optimale une opération industrielle comme celle de laminage. La connaissance préalable de ses grandeurs mécaniques permet la bonne mise au point d’un programme de laminage pour prévoir le bombé des cylindres, le cèdage et une consommation optimale de l’énergie. De grands progrès ont été réalisés ces dernières années dans la mise au point de codes de calculs permettant le développement de cette aspect. La méthode des éléments finis est aujourd’hui la plus utilisée, mais elle demeure lourde et demande un temps de calcul important, ce qui la rend désagréable et peu recommandable pour les industriels qui cherchent des modèles on-line pour piloter leurs opérations. Ce travail présente une contribution répondant à cette dernière exigence. Nous avons commencé par mettre au point un modèle basé sur la méthode des tranches sous environnement MATLAB. Dans la seconde étape, nous avons introduit dans ce modèle l’élasticité des cylindres et la comparaison des résultats obtenus avec ceux tirés de la littérature basée sur la méthode des éléments finis. Voir les détails
Mots clés : modélisation, simulation, Laminage, Matlab, LAM3
Fatigue properties estimation based on hardnessmeasurements and tensile properties of a dissimilar weldjoint
This work aims to estimate the high cycle fatigue properties of a dissimilar weld joint madeof 2205 duplex and 13% Cr supermartensitic stainless steels. The filler metal used is the2507 superduplex stainless steel. Two methods were used; one is a direct method thatconsists of experimental fatigue tests conducted under rotating bending conditions. Theother method is an indirect method where the fatigue properties are estimated by means ofempirical expressions based on hardness measurements and tensile properties such asYoung modulus and tensile strength. Results show that for high cycle fatigue regime, theoverall behavior of the dissimilar weld joint is controlled by the weld metal that has thelowest fatigue limit. The two base materials have the same level of fatigue limit which isslightly higher than that of the weld metal. A good agreement was obtained between thetwo used methods for the two base materials in contrast with the weld metal. Voir les détails
Mots clés : Dissimilar weld joint, fatigue, duplex, Supermartensitique, superduplex
Propagation caracteristics of chirped vector soliton in birefringent optical fibers with variable coefficients in the presence of third order dispersion
We study in this work, the propagation characteristics of chirped vector solitons in optical fiber systems using the compact split step Padé scheme (CSSPS). This study is done in the case of variable coefficients and the presence of third order dispersion. A negative chirp makes the soliton broadening, while; a positive chirp leads to a soliton compression. The effect of chirp on the soliton temporal width of an amplification system (σ>0) is greater than that in a loss system (σ<0). In the presence of third order dispersion, we note an increase of the pulse width with an asymmetric oscillation on the trailing edge. In the same time, we note a shift of the center of the two components of the one managed chirped vector soliton along the propagation distance. Voir les détails
Mots clés : vector soliton, chirped soliton, optical fibers, compact split step Padé scheme, coupled higher-order nonlinear Schrodinger equations, dispersion management, nonlinearity management, temporal waveform, third order dispersion.
Elaboration et Caractérisation des Films Minces de Sb- SnO2 par Voie Sol-Gel
Les films d'oxyde d'étain dopé en antimoine Sb- SnO2 (Sb = 14 at%) ont été synthétisés sur des substrats de verre par la méthode Sol-Gel .Ils ont été trouvés uniformes, adhérents et amorphes. après traitement thermique à 600 ° C pendant 1H, les films se révèlent être cristallins, avec une structure tétragonale cassitérite. Certains paramètres optiques de ces films, tels que l'indice de réfraction (n), coefficient d'extinction (k), le coefficient d'absorption (α) et la largeur de bande interdite ont été étudiés par la méthode Swanepoel dans un domaine compris entre 300-800 nm. On constate que le gap Eg augmente après le traitement thermique qui est de l'ordre de 4 eV. Voir les détails
Mots clés : oxyde d’étain, sol –gel, DRX, propriétés optiques, le gap.