Mécanique
CHOIX OPTIMAL DE L’EFFICACITE D’INHIBITEURS A BASE DE MOLYBDATES PAR DES METHODES ELECTROCHIMIQUES POUR LES APPLICATIONS INDUSTRIELLES A BASE D’ALLIAGE D’ALUMINIUM
Cette étude consiste à suivre l’efficacité des inhibiteurs de corrosion utilisés pour le traitement des eaux industrielles. Notre démarche adaptée consiste à réaliserun diagnostic approfondidu site, son milieu environnant, un prélèvement d’échantillons du matériau et d’eau. Des investigations ont été accomplies pour déterminer d’un coté les caractéristiques chimiques, mécaniques, et électrochimiques d’un alliage d’aluminium, ainsi que les paramètres physico-chimiques de l’eau. Une formulation d’un nouvel inhibiteur s’imposait pour des raisons techniques telles que la température d’hydrolyse pour les polyphosphates soit pour des raisons de toxicité pour les chromates et les nitrites. Nous avons entrepris des investigations pour l’efficacité inhibitrice d’un composé à base molybdates associé à des faibles quantités de nitrites par des méthodes électrochimiques. Nous présenterons l’influence des paramètres de concentration et du pH sur laprotection du matériau et en faisant une étude comparatives avec d’autres inhibiteurs utilisés pour les mêmes applications Voir les détails
Mots clés : corrosion, inhibiteurs, simulation, alliage d’Aluminium, propriétés physicochimiques, essais électrochimiques stationnaires
CARACTERISATION OF AA7075-T6 ALUMINIUM ALLOYS WELDED BY FSW PROCESS
Friction stir welding (FSW) is a solid-state joining process that was invented in 1991 at The Welding Institute in the United Kingdom and has seen remarkable grown in research, development and application in recent years. It’s a relatively new joining process that has been demonstrated in a variety of metals, suchas steel, titanium, lead, copper, and aluminum. The process is especially advantageous for joining aluminum and has been exploited commercially around the world in several industries [1]. FSW of butts joints is obtained by plunging a rotating, non-consumable welding tool into the joint, then traversing the rotating tool along the joint [2]. The majority of treatment (Mechanical, thermal or thermochemical processing) and industrial processes load to residual stresses. These lastexert a significant effect on fatigue properties, so the crack growth is detected by the residual stress and in complement by their microstructure. As the FSW is a solid state process, it is characterized by the absence of melting because of the low temperature compared to fusion weld. It is for this reason; the residual stresses are thought to be much lower. But, the very rigid clamping arrangement used, to maintain the sheets during the FSW welding, induce to significant rise in residual stresses. These restraints create a contraction of the weld nugget and heat-affected zone during cooling in both longitudinal and transversedirections, thereby resulting in generation of longitudinal and transverse stresses. Therefore, it is very important to determinate the residual stress in the FSW welds [3]. In the present work, we present results of residual stress, microstructures and microhardeness measurements of 2.6 mm thick plates of AA7075 in T6 heat treatment condition joint by friction stir welded. We shall be interested in the ultrasonic technique to determine residual stresses. This method has the advantage ofbeing easy to implement, nondestructive, inexpensive and fast [3, 4]. Its principle is based on the acousto-elastic phenomena, which consists to measure the velocityvariation of ultrasonic wave according to the stress state. This can be achieved through a calibration test. The results show a higher residual stresses inthe heat affected zone. Small compressive residual stresses were detected in the parent metal adjacent to the HAZ and the nugget zone. The microstructure reveals very fine grains in the weld zone compared to base metal Voir les détails
Mots clés : Friction stir welding; Radiography; Calibration; ultrasonic residual stresses and Microstructure
COMPORTEMENT TRIBOLOGIQUE DE L’ACIER AU MANGANESE ALLIE AU NIOBIUM ET NICKEL
L’acier Hadfield est destiné à travailler dans divers domaines minier, ferroviaire, mécanique, agricole etc. Cet alliage, en cours d’exploitation, est soumis à des sollicitations sévères induisant une usure importante.L’objectif visé par ce travail consiste à améliorer ses propriétés tribologiques dans le but d’augmenter sa durée de vie par l’addition d’éléments d’alliages (niobium et nickel). Ces deux éléments influent différemment, l’un (niobium) est un élément fortement carburigène et l’autre (nickel), élément gammagène et non carburigène. Ces derniers sont ajoutés séparément puis combinés afin d’estimer leur influence sur le caractère de cristallisation de l’acier. Notre approche consiste en premier lieu à étudier les changements microstructuraux qui se déroulent lors du processus de solidification et à déterminer le comportement en cours d’usure. Les échantillons étudiés sont élaborés dans un four à induction de laboratoire à partir de matières premières pures. Les éléments d’alliages sont ajoutés sous forme de grain finement broyés à des teneurs variant entre 0,1% et 0,3%. Les échantillons obtenus sont découpés et traités puis observés au microscope. Des essais d’usure par abrasion et par frottement sont aussi réalisés pour déterminerla résistance à l’usure dechaque nuance étudiée. Les microstructures obtenues révèlent la présence de précipités à l’état brut de coulée en proportions considérables par rapportà l’acier de base et aussi proportionnellement à la teneur en élément d’alliage ajouté. Après traitement thermique, ces carbures se sont complètement dissouts. La microstructure révèle dans ce casla présence de deux types d’austénites, l’une enrichie et l’autre appauvrie, en proportion variable. Les essais d’usure montrent une nette différence sur les pertes de poids suite à l’addition des éléments d’alliages par rapport à l’acier de base. A l’état brut de coulée, la résistance à l’usure est améliorée de deux à quatre fois. Par contre à l’état traité, celle-ci est tellement importante que l’usure est devenue très faible. Cette étude a permis d’améliorer fortement la résistance à l’usure avec un faible taux d’élément d’alliage d’où l’intérêt de ce travail Voir les détails
Mots clés : Acier Hadfield, éléments d’alliage, matrice, carbures, usure
CARACTERISATION DE L’ETAT D’ECROUISSAGE PAR ULTRASONS D’UN ALLIAGE D’ALUMINIUM DE CLASSE 1000.DEFORME PAR LAMINAGE
Le matériau une fois traversé par les ondes ultrasonores, ces dernières nous apportent un lot d’informations pour peu qu’on exploite ces paramètres ultrasonores afin d’établir une corrélation entre ces paramètres ultrasonoreset les différents états structuraux. La caractérisation par ultrasons, prend de plus enplus d’ampleur et d’intérêt pour, d’une part sa simplicité à mise en oeuvre et d’autre part du fait de son caractère non destructif comparé aux autres techniques de caractérisations communément utilisées. Les mesures de vitesses, de l’atténuation et de toute quantité à laquelle nous avons accès et notamment le décalage de fréquence qui peut être exploité afin de remonter au matériau étudié. L’étude que nous avons entreprise, consiste enles mesures des vitesses des ondes ultrasonores longitudinales et le décalage de fréquenceaprès que ces ondes aient traversé le matériau. Cet alliage d’aluminium ayant subi des déformations à froid par laminage avec des taux de déformation allant de 20%, 37.85%, 46.07%,57.14%. Ces échantillons ont subi des traitements thermiques de recuit à une température de 320°C, avec un temps de maintient de 01 heures. La méthode utilisée pour ces mesures est appelée écho mode par immersion.. Les résultats des sont portés sur des courbes représentant les variations de la vitesselongitudinales et de résistivité en fonction du taux de déformation, pour les différents échantillons aux taux de déformation cités ci dessus. Ces mesures montrent que la vitesse est sensible aux différents états de structures conférés au matériau suite aux déformation à froid par laminage ainsi q’au traitements thermiques subis par les échantillons d’alliage d’aluminium de la classe 1000. Les vitesses ultrasonores différent d’un échantillon à un autre selon le taux de déformation sachant que l’épaisseur des échantillon est uniformisée, mêmelogique pour les valeur des décalages de fréquencepour toutes les fréquences utilisés et qui sont 2.25MHz, 5MHz et 10MHz. A titre comparatif les valeurs des résistivités suivent et confirment le même comportement, elles sont fonction du taux de déformation. Donc les mesures des vitesses de l’onde ultrasonore, l’atténuation et le décalage de fréquencepeuvent être exploités Voir les détails
Mots clés : ultrasons, vitesse, résistivité, traitements thermiques, décalage de fréquence
Procèdes d’usinage- effet sur la rugosité de surface Machining processes- effect on surface roughness
Tout système mécanique est composé d’un ensemble de pièces liées entres elles, et en mouvement les unes par rapport aux autres, sont soumises aux frottements, ce qui nécessite une bonne préparation de surface ce qui a pour objectif l’amélioration de l’aspect géométrique des surfaces afin qu’elles répondent aux exigences techniques et aux conditions de fonctionnement. Pour la réalisation des surfaces des pièces, il existe plusieurs procédés d’usinage, ainsi qu’un nombre important d’opérations de finition et de traitement mécanique. Des essais expérimentaux utilisant trois procédés de fabrication : tournage, rectification, et brunissage ont été réalisé sur des éprouvettes en acier X48. Dans une première phase, en suivant le modèle des plans d’expériences de Box-Behnken et une simulation au moyen d’un programme sous Matlab, le régime optimal a été déterminé et appliquée pour la préparation des surfaces de l’éprouvette d’essai par tournage. En seconde phase, ont été réalisées des traitements de surface par rectification et brunissage, des mesures de rugosité des surfaces obtenues ont été réalisées et les résultats ont été interprétés. Au regard des résultats expérimentaux, on peut retenir que le traitement par tournage a fourni un état de surface satisfaisant, pouvant être exploitée aisément dans un mécanisme ou traitée par déformation plastique superficielle. Ceci a pour avantage la minimisation du temps de fabrication et offre un bon indice économique. Voir les détails
Mots clés : procédés d’usinage, régime optimal, rugosité, Brunissage, rectification
ETUDE TRIBOLOGIQUE D’UN MULTIMATERIAU METAL/METAL
L’étude du phénomène frottement- usure et de leurs évolutions est un sujet qui a été abordé de façon très intense ces dernières années. Ce fait s’explique par le nombre important de disciplines concernées, en amont ou en aval, par cette thématique, de l’industrie automobile et aéronautique au sport et à la biomécanique en passant par la métallurgie et la mécanique du solide. Le concept frottement – usure est avant tout un problème d’interface, car mise à part quelques cas spéciaux, le processus dépendra beaucoup plus des propriétés des couches superficielles que des propriétés volumiques du corps considéré. Dans de nombreux domaines techniques, tel que la conception des véhicules terrestre, il est important de déterminer de manière de plus enplus fine la qualité, le comportement des métaux et alliages ainsi que le comportement etperformances des surfaces. Afin de répondre à ces besoins croissants, l’étude menée dans cet axe repose sur la conception d’essais expérimentaux et l’identification du mécanisme usure sur deux différents couples de matériaux : matériau 100C6 et un multimatériau élaboré en projetant par arc électrique un dépôt de Molybdène en fil sur des substrats à basede 25CD4, bille en céramique et un plan en Al2O3. Ces essais ont débités à la validation du tribomètre conçu au sein du laboratoire de Génie des Matériaux EMP. Le comportement tribologique des traces d’usure obtenues a été caractérisé en utilisant la microscopie optique qui a mis en évidence uneproduction importante de débris compactés. Mais compte tenu de la faible résolution du microscope optique, il n’est pas possible de l’utiliser pour une observation fine d’objets rugueux de petite taille ; la microscopie électronique à balayage est alors mieux adaptée. Les micrographies obtenues par M.E.B ont montrées les plaques et les particules formants le troisième corps qui influe directement sur le comportement tribologique du système (protection ou dégradation). Les résultats obtenus, sous forme de micrographie ont subis des analyses EDS par EDAX qui nous ont permis de mettre en évidence les éléments constituants les débris d’usure (troisième corps) et leur composition chimiques Voir les détails
Mots clés : tribologie, usure, tribomètre, revêtement, Troisième corps
SYNTHESE ET CARACTERISATION DES CATALYSEURS METALLIQUES DEPOSES SUR ALUMINE
Les catalyseurs hétérogènes constitués de métaux nobles supportés sont utilisés dans un large domaine de procédés chimiques, comme la déshydrogénation, l’hydrogénation et l’oxydation. Avec les catalyseurs monométalliques, une baissede sélectivité en alcool insaturé est généralement obtenue lors de l’hydrogénation du crotonaldehyde. Les sélectivités en différents produits de cette réaction dépendent principalement de lanature des catalyseurs, de leur réductibilité, du support utilisé, du prétraitement et des conditions expérimentales. Ce travail est consacré à la préparation des catalyseurs métalliques à base de rhodium déposés sur Al2O3et sur ZnO-Al2O3 avec différents rapports atomique Zn/Rh. Ces solides sont préparés en imprégnant les supports par des solutions aqueuses contenant des chlorures de rhodium. Pour mieux comprendre le comportement de nos solides, nous les avons caractérisés par différentes techniques physico-chimiques telles que : chimisorption d’Hydrogène (Hc), titrages O2-H2, Thermodésorption d’hydrogène de 25 à 500 °C (TPD), Réductibilité en Température Programmée (TPR), la Diffraction des Rayons X (DRX), Microscopie Electonique à Balayage (MEB) et par déshydrogénation du cyclohexane. Nous avons étudié l’effet de la température deréduction sur les propriétés physico-chimiques. De plus, nous avons suivi les propriétés catalytiques (activité, stabilité et sélectivité) des catalyseurs en hydrogénation du crotonaldehyde en phase gaz Voir les détails
Mots clés : Alumine, rhodium, caractérisations, crotonaldehyde
EFFET DU TAUX DE D’ECROUISSAGE SUR LES PROPRIETES MECANIQUES ET STRUCTURALES LORS DU RECUIT DE RECRISTALLISATION DE L’ALLIAGE Cu-4,6At.%In
Ce travail à pour but de mettre en évidence l’effet du taux de déformation sur l’évolution des propriétés mécaniques et structurales de l’alliage Cu-4,6 at-.%In, homogénéisé et trempé ensuite déformé par laminage à froid et recuit à une température de 550°c. La microscopie optique et la dureté Vickers sont les principales techniques d’analyse utilisées pour le suivi de l’évolution structurale et celle des propriétés mécaniques au cours des différents stades du recuit. Les résultats obtenus confirment d’une part l’influence notable du taux de déformation sur la taille des grains recristallisés et d’autre part conditionnent la formation de nouveaux grains par un taux critique de déformation avoisinant 10% Voir les détails
Mots clés : alliage Cu-In, recristallisation, grains affinement, croissance
EUDE DU COMPORTEMENT ELECTROCHIMIQUE ET MICROSTRUCTURALE DES ALLIAGES D’ALUMINIUM Al-Si-Mg APRES OPTIMISATION DU TRAITEMENT THERMIQUE
L'opération de déformation par étirage à froid des tubes en alliage d'aluminium contribue à améliorer leur fini de surface etaugmenter leurs propriétés de résistance et leur tenue à la corrosion ; néanmoins cela diminue leurs propriétés de ductilité. Pour atteindre la malléabilité exigée, les tubes sont traités thermiquement après étirage à froid. Pour résoudre cette difficulté, cette étude viseà déterminer les conditions de traitement thermique optimales pour obtenir des propriétés mécaniques, microstructurales et électrochimiques (limite d’élasticité, allongementà la rupture et résistance à la corrosion) exigées par les normes en vigueur de l’alliage Al-Si-Mg. De plus, ce travail expose l’influence du taux de déformation par étirage, en tant que procédé de traitement mécanique, sur les propriétés après le traitement thermique Voir les détails
Mots clés : corrosion, alliage d’Aluminium, étirage, ductilité, traitement thermique, tubes, vieillissemen
ETUDE DE LA RESISTANCE A LA FATIGUE D’UN JOINT DE SOUDURE D’UN PIPELINESOUS PRESSION
Compte tenu des imperfections inhérentes à l’opération de soudage, unefissure de fatigue peut s’amorcer rapidement et se propagerdans un pipeline fortement sollicité. La présente étude traitela résistance à la fatigue d’un joint de soudure d’un pipeline sous pression. En utilisant les principes de la mécanique de la rupture, où la loi de propagation de Paris est utilisée pour décrire lecomportement en fatigue des fissures, qui sont considérées comme semi elliptique et les facteurs d’intensitéde contraintes sont calculés à chaque état d’avancement du front de fissure Voir les détails
Mots clés : Mécaniquede la rupture, fatigue, fissure semi elliptique, joint de soudure, pipeline