Étude du comportement en fatigue de l’acier SAE 1045 revêtu par projection thermique HVOF de l’alliage WC-10%Co-4%Cr

A study on the fatigue behavior of SAE 1045 steel coated with Wc-10%Co-4%Cr alloy deposited by high velocity oxygen fuel thermal spraying

Estudio del comportamiento en fatiga de un acero SAE 1045 recubierto con WC-10%Co-4%Cr depositado mediante proyección termica de alta velocidad

• Auteur / Autrice : Wilfrido Arturo Gonzalez Hermosilla
• Direction : Didier Chicot, Eli Saúl Puchi-Cabrera
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance le 14/12/2009
• Etablissement(s) : Lille 1 en cotutelle avec Universidad central de Venezuela. Facultad de ingeniería

Mots clés

Mots clés contrôlés

Éléments finis, Méthode des

Métaux -- Fatigue

Microstructure (physique)

Carbure de tungstène

Acier au carbone

Revêtement métallique

Mots clés libres

Projection thermique HVOF

Résumé

Le présent travail a été mené dans le but d’étudier l’influence de la préparation de surface de l’acier SAE 1045 revêtu de l’alliage WC-10%Co- 4%Cr par projection thermique HVOF sur le comportement en fatigue. Avant la projection thermique HVOF, le substrat a été préparé avec trios conditions différentes de rugosité dans le but de fournir différentes propriétés d’adhérence du revêtement sur son substrat. L’analyse microstructurale des systèmes revêtus a été faite par microscopie électronique à balayage. La rugosité du substrat a été évaluée par profilométrie optique et l’adhérence du revêtement sur le substrat par l’essai d’indentation interfaciale. Les modules d’élasticité du substrat et du revêtement ont été déterminés par ultrasons. Le comportement en fatigue du système revêtu a été étudié en flexion rotation (R = -1) en utilisant une contrainte maximum alternée dans le domaine 358-420 MPa. Une simulation numérique utilisant un code de simulation commerciale a été appliquée pour décrire la comportement en fatigue des systèmes revêtus. Cette étude a permis une meilleure compréhension du comportement en fatigue du système revêtu par projection thermique HVOF et la corrélation d’un tel comportement avec les paramètres importants comme la rugosité du substrat, les caractéristiques microstructurales du revêtement et son adhérence au substrat.

The present research work has been carried out in order to study the influence of the surface preparation of a SAE 1045 steel substrate on its fatigue behavior after coating with WC-10%Co-4%Cr deposited by HVOF thermal spraying. Prior to HVOF deposition, the substrate was prepared in three different surface roughness conditions, in order to provide mechanical bonding to the coating. The microstructural analysis of the coated systems was carried out employing SEM techniques. The substrate surface roughness was evaluated by means of optical perfilometry and the adherence of the coating to the substrate was studied employing interface indentation techniques. The elastic modulus of both substrate and coating was determined by means of ultrasound techniques. The fatigue behavior of the substrate-coating system was investigated under rotating bending conditions (R = - 1), employing maximum alternating stresses in the range of 358-420 MPa. A numerical simulation, employing a FEM commercial code, was carried out in order to describe the fatigue behavior of the coated systems. This investigation has allowed a better understanding of the fatigue behavior of the coated systems obtained by HVOF thermal spraying and the correlation of such a behavior with important parameters such substrate roughness, coating microstructural characteristics and its adherence to the substrate