Realisation de revêtements par faisceau laser : influence et optimisation des paramètres de traitement
par Mohammed-Cherif Sahour
Thèse de doctorat en Génie des matériaux. Microstructure et comportement mécanique et macroscopique des matériaux
Sous la direction de André Bernard Vannes.
Soutenue en 1991
à Lyon, INSA , en partenariat avec GEMPPM - Groupe d’Etudes de Métallurgie Physique et de Physique des Matériaux (Lyon, INSA) (laboratoire) .
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Résumé
Dans le cadre des revêtements de surface par projection de poudres métalliques sous faisceau laser de puissance, nous nous sommes intéressés à l'amélioration de leur réalisation. En effet, bien que la faisabilité en laboratoire de ceux-ci ait été montrée, leur efficacité vis à vis des dégradations de surface (usure, corrosion) n'est pas totalement maîtrisée. Les recherches que nous avons effectuées à cette fin ont été essentiellement axées sur deux aspects une étude paramétrique qui porte sur les influences des paramètres de traitements sur les caractéristiques géométriques et morphologique des revêtements. Pour estimer cette influence plusieurs types de poudres (base C0 , base Ni, base acier austénitique inoxydable) ont été essayées sur des aciers à faible et à moyen t·aux de carbone ainsi que sur des aciers austénitiques inoxydables. Cette étude qui s'appuie sur différentes techniques de caractérisation et d'analyse (microscopie optique, microscopie électronique à balayage, rayons X, SIMS,. . . ) nous a permis d'établir, en outre, des relations qui décrivent l'effet des paramètres de traitement sur les caractéristiques des dépôts obtenus. - nous avons décrit un modèle fondé sur la décomposition en schéma de blocs de champs de contraintes. Ce modèle nous a permis d'évaluer, en fonction des paramètres principaux de traitement, le niveau de celles-ci en surface du dépôt. Ainsi à partir des paramètres (module d'Young, épaisseur du substrat …) il est possible de maîtriser le niveau de ces contraintes voire leur signe. De meilleurs résultats seraient obtenues en tenant compte de l'interdépendance de tous les paramètres
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Titre traduit
= Realization of coating under laser beam influence and optimization of treatment parameters
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Résumé
This study deals with the realization of coatings by powder injection using high power laser. The feasibility of this type of coatings has been shown in various works reported in the literature. However, their efficiency to ensure a protection against surface, such as corrosion, abrasion. . Depends on their qualities. In order to obtain this type of coatings,. . Two aspects have been investigated. - Mastrey of morphological and geometrical dimensions of deposit (width, thickness. . )- Optimization of residual stresses on the free surface of deposit. In the first case, several coatings based with Co and Ni alloys powders have been achieved on mild and austenitic steels samples and exterminated by optical and scanning electron microscopy, X ray diffraction SIMS, …). It can be deduced that it is possible to optimize the treatment parameters so we have established some relations between device parameters and deposit characteristics. In the second ·. Case, the purpose was ta study the distribution of residual stresses in the sample in order to achieve their optimization. So a phenomenological model based on the equivalent blacks analysis has been developed. From thus model, we can predict the level and the sign of them on the free surface of deposit by using t he appropriated parameters (elastic modulus, thickness. . . ). Better results could be obtained, tacking into account the interdependence of treatment parameters and by using and appropriated power device.
