Microstructural and tribological characterization of metal matrix spray coated composites deposited by laser assited co-axial cladding - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 1997

Microstructural and tribological characterization of metal matrix spray coated composites deposited by laser assited co-axial cladding

Caractérisation microstructurale et tribologique de revêtements composites à matrice métallique élaborés sous faisceau laser par projection coaxiale de poudre

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Abstract

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Nous présentons une étude sur l'élaboration et sur la résistance a l'usure de revêtements composites à matrice métallique (base Ni). On réalise des couches épaisses de rechargement à l'aide d'un jet de poudre de particules de WC de granulométrie contrôlée, formé par une buse originale, coaxiale au faisceau laser assurant la fusion du liant et superficielle du substrat métallique. Les surfaces ainsi rechargées sont rectifiées avant utilisation. On étudie d'abord le jet de gaz de transport avec et sans poudre afin d'optimiser le procédé, notamment en matière de rendement de poudre déposée. Une analyse, en fonction des paramètres du traitement, des épaisseurs du cordon de rechargement, du substrat refondu et de sa zone affectée thermiquement, aboutit à la réalisation de revêtements à faible taux de dilution. On montre qu'on minimise ainsi la dissolution des carbures dans la matrice et réduit au maximum le danger de modification des propriétés mécaniques des matériaux de départ. La dureté de ces revêtements composites est établie par rayure. Cette dureté sclérométrique, Hs, augmente nettement, à granulométrie constante, avec le taux du renfort. À taux de renfort constant l'incidence de la granulométrie est apparemment faible et conduit à des hétérogénéités locales importantes. Dans une seconde partie, on caractérise, en fonction de la taille (50micromètres - 210micromètres) et de la fraction massique (0% - 65%) des carbures, le comportement tribologique des revêtements en érosion sous l'effet d'un jet de grenaille et en usure de type pion/disque : - en érosion on optimise la résistance à l'usure en augmentant la fraction massique des carbures et/ou en diminuant la granulométrie. Ces variations découlent respectivement d'augmentation de Hs et de la ténacité globale du composite. - En configuration pion/disque et à faible température de contact, la résistance à l'usure suit une loi d'Archard et augmente avec Hs (donc également avec la fraction massique en renfort). Par contre, l'augmentation de la taille des carbures a ici un effet bénéfique, attribué à l'affaiblissement relatif de la composante d'usure abrasive imputable à la présence de débris dans le contact. À température de contact élevée, le meilleur comportement des composites à liant d'Inconel, est attribué à la meilleure dureté à chaud de ce superalliage.
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tel-01776155 , version 1 (24-04-2018)

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  • HAL Id : tel-01776155 , version 1

Cite

Laurent Lagrange. Caractérisation microstructurale et tribologique de revêtements composites à matrice métallique élaborés sous faisceau laser par projection coaxiale de poudre. Sciences de l'ingénieur [physics]. Institut National Polytechnique de Lorraine, 1997. Français. ⟨NNT : 1997INPL042N⟩. ⟨tel-01776155⟩
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