Analyse des contraintes residuelles dans un acier pour outillage revetu d'une zircone stabilisee deposee par torche plasma et soumis a des chocs thermiques repetes ; influence des caracteristiques du depot sur sa duree de vie

par FLORENCE TURQUIER

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Alain Lodini.

Soutenue en 1998

à Reims .

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  • Résumé

    Le but de cette etude est de developper l'utilisation de depots ceramiques de type barriere thermique dans le domaine des outillages de fonderie. L'objectif a atteindre, pour rentabiliser le procede au niveau industriel, est l'obtention d'un revetement dont la duree de vie en service serait vingt fois superieure a celle des poteyages traditionnels. Un plan d'experiences de fatigue thermique a permis de selectionner, parmi quatre ceramiques differentes, celle qui presente la meilleure tenue aux chocs thermiques repetes en presence d'aluminium liquide ; sont egalement pris en compte d'autres facteurs, tels que la nature du substrat, l'epaisseur et le taux de porosite du revetement, et la presence ou non d'une sous-couche d'accrochage. Le materiau retenu est une zircone stabilisee zro 2-ceo 2-y 2o 3 ; sa duree de vie avant fissuration et/ou ecaillage est optimale pour un depot de faible epaisseur depose avec une sous-couche d'accrochage. Une analyse de phase par diffraction des rayons x a montre que ce revetement est constitue d'une seule phase, identifiee comme une solution solide de structure cristalline quadratique. Des mesures de tenacite du revetement, realisee par une methode non standard utilisant l'indentation vickers, semblent indiquer que sa duree de vie en fatigue thermique depend de sa resistance a la fissuration : en effet, ces deux caracteristiques sont optimales dans les memes conditions. Une analyse des contraintes residuelles par diffraction neutronique a permis de mettre en evidence, sur des eprouvettes de fatigue thermique, un allongement des couches superficielles du substrat dans la direction axiale. Ce phenomene, probablement du a un effet de fluage favorise par un adoucissement de l'acier, pourrait etre a l'origine de la fissuration et de l'ecaillage du depot, qui presente un comportement fragile et une faible resistance mecanique (a la fissuration) en traction.


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Informations

  • Détails : 180 p.
  • Annexes : 54 ref.

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  • Bibliothèque : Université de Reims Champagne-Ardenne. Bibliothèque universitaire. Bibliothèque Moulin de la Housse.
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