Elaboration et caractérisation mécanique des revêtements fonctionnels

Abstract

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