Thèse soutenue

Évolutions microstructurales et défauts générés par laser cladding lors du dépôt de Ni sur des moules de verrerie en alliage de Cu-Ni-Al et en fonte GL
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Auteur / Autrice : Fazati Bourahima
Direction : Thierry BaudinAnne-Laure Helbert
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie
Date : Soutenance le 21/01/2019
Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences chimiques : molécules, matériaux, instrumentation et biosystèmes (Orsay, Essonne ; 2015-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie moléculaire et des matériaux d’Orsay (Orsay, Essonne ; 2006-....)
établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019)
Entreprise : Chpolansky (Marcoussis, Essonne)
Jury : Président / Présidente : Patrice Peyre
Examinateurs / Examinatrices : Thierry Baudin, Anne-Laure Helbert, Patrice Peyre, Marie-Noëlle Avettand-Fenoël, Pascal Paillard, Vincent Ning Ji
Rapporteurs / Rapporteuses : Marie-Noëlle Avettand-Fenoël, Pascal Paillard

Mots clés

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Résumé

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Dans l’industrie de la verrerie, le laser cladding est une technique de rechargement très innovante permettant de déposer une couche très fine d’un alliage à base de nickel pour protéger les moules (utiles à la fabrication de bouteilles en verre) de la corrosion, de l’abrasion ainsi que de la fatigue thermique. La méthode utilisée ici (fusion de poudre projetée par laser) est très courante en fabrication additive. Cette étude s’intéresse à l’impact du rechargement sur le dépôt et les substrats en Cu-Ni-Al et en fonte GL. L’influence sur la microstructure ainsi que sur le comportement mécanique a pu être étudiée (MEB et microanalyses, dureté, contraintes résiduelles ...). Nous nous sommes focalisés sur l’apparition de défauts tels que le manque d’accroche lors du laser cladding sur du Cu-Ni-Al et sur la possible fissuration lors du rechargement sur de la fonte GL. Le but est bien sûr de s’affranchir de ces défauts. Il a notamment été mis en évidence que le manque d’accroche (cas du Cu-Ni-Al) est lié à la distribution gaussienne de la poudre qui atténue la puissance incidente du laser au niveau du pic de poudre. Le manque d'accroche n'est pas détecté sur le substrat en fonte en raison de sa forte absorptivité et de sa faible conductivité thermique. Néanmoins, des fissures peuvent être observées en raison de contraintes résiduelles thermiques et de la présence d'une zone affectée thermiquement. De plus, l’analyse statistique ANOVA a permis une optimisation des paramètres de rechargement de telle sorte à obtenir une accroche dans toute la section tout en respectant les préconisations géométriques données par les Établissements CHPOLANSKY pour le cordon.