Elaboration assistée par laser de revêtements réfractaires anti-corrosion

par Florent Moures

Thèse de doctorat en Mécanique et thermique

Sous la direction de Dominique Grevey.

Soutenue en 2004

à Dijon .


  • Résumé

    La valorisation des déchets ménagers et industriels et la limitation des rejets de CO2, passent par l'amélioration des rendements obtenus et notamment par une augmentation de la température de fonctionnement. Ces choix technologiques engendrent des sollicitations beaucoup plus sévères des matériaux qui se doivent d'être plus performants tout en restant économiquement acceptables. C'est pourquoi, il a été proposé la mise au point de procédures d'élaboration de revêtements constitués d'un alliage réfractaire sur une base fer en utilisant un laser de puissance (laser à diodes 1500 W). Les travaux se divisent en trois parties : élaboration et caractérisation de dépôts réfractaires par projection de poudre sur deux types de substrats (acier 1. 0037 (selon NF EN 10025) et C48), élaboration et caractérisation de dépôts réfractaires par rechargement de fil fourré sur les mêmes nuances d'acier (1. 0037 (selon NF EN 10025) et C48), étude de la tenue en température des dépôts réalisés, via des traitements thermiques. La réalisation des dépôts par projection de poudre a permis dans un premier temps de mettre en avant l'influence du substrat sur la qualité du revêtement. En effet, avec un acier moyen carbone tel que le C48, le dépôt présente un phénomène périodique de fissuration traversante ; alors que l'utilisation d'un acier bas carbone 1. 0037 inhibe ce phénomène. La seconde partie concerne la réalisation de dépôts par apport de fil fourré. Quelle que soit la nature du substrat utilisé, les dépôts ne présentent aucune fissure. De ce type de procédé ont émergé plusieurs régimes de dépôts : un régime en " goutte à goutte " induisant un état de surface tourmenté et une bonne liaison métallurgique avec le substrat, un régime dit classique induisant un état de surface lisse et des défauts de liaison à l'interface ; le bon compromis étant situé à la transition entre les deux régimes. La dernière partie des travaux concerne l'étude de l'évolution microstructurale des dépôts à hautes températures. La microstructure des revêtements reste stable jusqu'à 600ʿC, avec cependant la formation de carbures de chrome et molybdène à l'interface substrat-dépôt. Puis, il y a la formation de phase s à l'intérieur des dépôts pour les températures supérieures aux températures de fonctionnement.

  • Titre traduit

    Elaboration of anticorrosion refractory coatings by using laser


  • Résumé

    The valorization of domestic and industrial waste and the limitation of CO2, pass by the improvement of the outputs obtained and particulary by an increase of the operating temperature. These technological choices generate harder use of materials while economically remaining acceptable. This is why, it was proposed the development of coatings made up of a refractory alloy on an iron basis by using laser (diode laser 1500 W). Work is divided into three parts: elaboration and characterization of refractory laser cladding by powder injection on two types of substrates (steel 1. 0037 and C48), elaboration and characterization of refractory laser cladding by recharging of wire on the same nuances of steel, study of the coating behaviour with temperature. The realization of laser cladding by powder initially made it possible to propose the influence of the substrate on the quality of the coating. Indeed, with a steel average carbon such as C48, the coating presents a periodic phenomenon of crossing cracking; whereas the use of a low carbon steel 1. 0037 inhibits this phenomenon. The second part relates to the realization of coatings by wire. Some is the nature of the substrate used, the deposits do not present any crack. This type of process emerged several modes of deposits: a "drop by drop" mode inducing a bad surface quality and a good metallurgical bonding with the substrate, a traditional mode inducing a smooth surface quality and defects of bonding to the interface; the good compromise being located at the transition of the two modes. The last part of work relates to the study of the microstructural evolution of the coatings at high temperatures. The microstructure of the coatings remains stable until 600ʿC, with however the carbide formation of chromium and molybdenum to the interface substrate-coating. Then, there is the formation of phase s inside the deposits for the temperatures higher than the operating temperatures.

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Informations

  • Détails : 163 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres, [86] réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Bourgogne. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TDDIJON/2004/50
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