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Elaboration et caractérisation mécanique des revêtements fonctionnels
(Universite de Boumerdes : Faculté des hydrocarbures et de la chimie, 2022) Abderrahmane, Abderrahmane; Gaceb, Mohamed(Directeur de thèse)
Dans ce travail de thèse, des revêtements composites anti-usure à base d’un alliage de nickel NiCrBSiFeC renforcé par un cermet WC(Co) ont été élaborés par projection thermique à la flamme avec refusion (spray&fuse). Ensuite, une investigation des propriétés et de la microstructure des revêtements en question a été menée en combinant plusieurs techniques d’analyses et de caractérisation, entre autres la profilométrie optique 3D, la diffraction des rayons X, la microscopie électronique à balayage (MEB) et l’indentation instrumentée. Également, le comportement tribologique a été étudié avec des tests de frottement usuel pion sur disque ainsi que sous des sollicitations plus sévères en utilisant une configuration d’usure cylindre sur plan en mouvement alternatif. Les résultats montrent que les revêtements NiCrBSiFeC induisent une augmentation significative de la dureté et de la résistance à l'usure du substrat en acier suite à la formation de précipités à haute dureté bien dispersés dans une structure ultra-cristalline. En outre, l'ajout de WC(Co) à la matrice NiCrBSiFeC conduit à des revêtements composites avec une dureté et une résistance à l'usure plus élevées. En revanche, il augmente d’une façon notable le coefficient de frottement (COF) et la rugosité des revêtements. La composition optimale est obtenue avec 30% de WC(Co). Les résultats indiquent par ailleurs que la configuration d’usure cylindre sur plan alternatif engendre plus d’usure et de frottement (COF) que la configuration pion sur disque (rotatif). D’autre part, les analyses des traces d'usure ont indiqué que le glissement sec alternatif basé sur la configuration d'essai cylindre sur plan favorise plusieurs mécanismes d'usure qui peuvent se produire simultanément
Wear Behavior and Microstructure of Thermally Sprayed NiCrBSiFeC and Composite NiCrBSiFeC-WC(Co) Coatings
(2021) Abderrahmane, Abderrahmane; Gaceb, Mohamed; Cheikh, Mohammed; Le roux, Sabine
In this work, a study was carried out on the friction and wear behavior of flame thermal sprayed NiCrBSiFeC-WC(Co) composite and NiCrBSiFeC coatings subjected to severe wear conditions. For this purpose, flame remelted samples were tested in reciprocating wear conditions based on a cylinder-on-flat configuration. The wear assessment of the coatings was achieved using scanning electron microscopy (SEM) and 3D optical profilometry. The microstructure and the mechanical properties of the coatings were investigated using SEM, EDS and XRD techniques as along with indentation tests. The tribological behavior of the substrate and the coatings was successfully studied thanks to wear tests conducted on an adapted multi test apparatus. The results show that both NiCrBSiFeC and composite coatings induced a significant increase in the steel substrate hardness and wear resistance due to the formation of precipitates with high hardness well dispersed within an ultra-crystalline structure. Besides, adding WC(Co) to NiCrBSiFeC leads to a composite coating with hardness and wear resistance further improved. In return, it increases the coefficient of friction (COF) and the coatings’ roughness. Furthermore, improvements in the surface hardness, the roughness and the coating-substrate adhesion were attained after the remelting process for both NiCrBSiFeC and NiCrBSiFeC-WC(Co) coatings. Wear tracks investigations indicated that reciprocating dry sliding based on cylinder-on-flat test configuration promote several wear mechanisms that may occur simultaneously.