Formation et evolution des couches superficielles de deux alliages metalliques (al-mg, acier if-ti) au cours du laminage a froid : microstructure et physico-chimie

par GWENAEL PLASSART

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Marc Aucouturier.

Soutenue en 1999

à Paris 11 .

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  • Résumé

    Afin de valider et d'ameliorer un modele de lubrification en laminage a froid, les effets de ce procede sur la formation et l'evolution des couches superficielles de deux alliages sont etudies : un al-4. 7%mg et un acier if-ti, par analyses de surface (xps, sims, sdl) et microscopies couplees a l'analyse (meb + edxs, met + edxs, stem + eels). La comparaison des couches sur des etats brut de laminage industriel et relamine en laboratoire pour l'alliage d'aluminium, lamine recuit et relamine en laboratoire pour l'acier, a permis de proposer des scenarii de formation et d'evolution de ces couches. Sur l'aluminium, le frottement sur les asperites du metal, et surtout leur ecrasement par le cylindre provoquent un ecrouissage et un echauffement tres intenses, localises en extreme surface (250 nm), entrainant la rupture de la couche d'oxyde et l'enfouissement de ses debris impregnes de lubrifiant dans le substrat sous-jacent, ainsi que la recristallisation des grains du metal sur 250 nm, et leur restauration sur 20 m, le volume restant tres deforme. L'echauffement superficiel conduit aussi a un enrichissement prononce en magnesium dans la couche par rapport au substrat, entrainant la formation d'excroissances, probablement a l'emergence des joints de grains du metal. Sur l'acier, les fortes deformations superficielles ne conduisent pas a un comportement particulier du metal, sa microstructure apres laminage etant similaire a celle du volume, mais elles entrainent la fragmentation et l'arrachement d'agregats d'oxydes de manganese formes au cours du recuit precedent. La couche d'oxyde est profondement modifiee par le laminage ; elle devient principalement amorphe et heterogene a l'echelle nanoscopique. Ces deux phenomenes sont attribues a l'incorporation de lubrifiant dans la couche et au cisaillement intense provoque par le frottement. La couche d'oxyde se comporte mieux en deformation et permet de diminuer le frottement, ce qui n'est pas le cas sur l'aluminium.


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Informations

  • Détails : 181 p.
  • Annexes : 96 ref.

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-014430
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