Étude du comportement tribologique par frottement-usure de revêtements à base de WC-Co-Cr et de NiCrBSI projetés thermiquement

par Edwuin Jesus Carrasquero Rodriguez

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Mariana H. Staia et de Jacky Lesage.

Soutenue le 03-12-2008

à Lille 1 en cotutelle avec l'Universidad central de Venezuela .


  • Résumé

    L'usure par frottement est un phénomène destructif qui peut accélérer l'initiation des fissures dans des composantes vibrantes et provoquer une rupture catastrophique. Compte tenu des conditions de chargement, des propriétés du matériau et du milieu environnant, le frottement peut provoquer de l'usure en combinant quatre mécanismes classiques (oxydation, adhésion, fatigue en surface et abrasion). Cette étude porte sur la tenue à l'usure de WC-Co-Cr et Ni-Cr déposé par HVOF sur un substrat d'acier SAE 1045. Les essais ont été conduits sous conditions de lubrification sèche, avec différents chargements cycliques et à amplitude variable. Les revêtements ont été étudiés par MEB, EDS, profilométrie optique 3D. Différents mécanismes d'usure ont été observés en fonction du temps, du chargement et de son amplitude. A long terme, il résulte que l'usure adhésive et par délamination représentent les mécanismes prédominants pour la couche déposée. L'augmentation de la résistance à l'usure induite sur la structure est attribuée à la présence dans la couche déposée des carbures dispersées de Ni et de Cr ou encore à la présence des borures dans la matrice de Ni-Cr. D'autre part, nous avons remarqué que le mécanisme d'usure dépend de la magnitude du chargement appliqué. L'étude numérique du profil de l'empreinte obtenue en profondeur permet d'estimer le volume d'usure. On observe ainsi une bonne corrélation entre les valeurs expérimentales et celles obtenues par profilométrie 3D. Il a été déterminé que, pour une amplitude d'usure constante, le volume d'usure augmente en fonction de la charge appliquée sous des conditions de chargement constante.

  • Titre traduit

    Tribological evaluation under fretting wear of WC-Co-CR and NiCrBSI coatings obtained by thermal spraying


  • Résumé

    Fretting wear is a destructive phenomenon that can accelerate crack initiation in vibrating components, leading to premature catastrophic failures. Depending on loading conditions, material properties and environment, fretting can cause fretting wear, which combines all four basic wear mechanisms (oxidative, adhesive, surface fatigue and abrasive). The present study investigates the fretting wear performance of a WC-Co-Cr and Ni-Cr alloy, deposited by HVOF onto a SAE 1045 steel. Tests were conducted under unlubricated dry conditions, at different applied normal loads, cycles and amplitudes. The coatings were studied by means of SEM, EDS and 3D perfilometry. Different wear mechanisms were observed, depending on time, load and amplitude. ln a long term, the adhesive wear and delamination wear were the predominant wear mechanisms for the coating. The increase in the fretting wear resistance provided by the coating Ni-Cr has been attributed to the presence of a large amount of dispersed Ni and Cr carbide and/or borides in the NiCo matrix. Examination of the fretted surfaces by SEM indicates that the uncoated substrate undergoes an abrasive wear mechanism. On the contrary, it has been observed that the wear mechanism of the coating-substrate system depends on the magnitude of the applied load. The numerical integration of the wear scar depth profile curves employed in the present work allows an estimation of the wear volume which is in good agreement with that determined experimentally by means of 3D profilometry. It has been determined that, at a constant wear amplitude the wear volume increases with the applied normal load and that at under constant load conditions.


Il est disponible au sein de la bibliothèque de l'établissement de soutenance.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe

Informations

  • Détails : 1 vol. (116 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 109-116. 117 réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université des sciences et technologies de Lille (Villeneuve d'Ascq, Nord). Service commun de la documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 50376-2008-227
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.