Recherche Avancée

Thèse soutenue

Élaboration et caractérisation de revêtements de nitrure et carbure de titane par laser continu sur l'alliage de titane TA6V

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Auteur / Autrice : Monique Collin
Direction : Jean Philibert
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 1988
Etablissement(s) : Paris 11
Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Résumé

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Les traitements superficiels de nitruration et de carburation des alliages de titane permettent une augmentation de la durée de vie des matériaux travaillant en conditions d'usure et d'érosion. L'utilisation d'un laser continu de forte puissance (5 kW) a conduit à la réalisation de tels revêtements par traitements en atmosphère réactive (nitruration par diffusion d'azote) ou par apport de matière solide (carburation par graphitisation ou injection de poudres). L'obtention de structures caractéristiques est liée aux forts gradients de concentration et de température mis en jeu lors de l'interaction. L'apport de matière peut être réalisé avec ou sans passage par l'état liquide. La présence d'un bain de fusion au cours du traitement se traduit par une microstructure dendritique de la zone fondue, révélatrice d'une surfusion de constitution au refroidissement. Le plasma créé à la surface de l'échantillon varie dans sa forme et sa composition avec les paramètres d'essai. Ces variations peuvent être reliées à un changement dans les structures obtenues. La diffusion assistée par Laser consiste à faire agir le substrat à l'état solide avec une atmosphère réactive. L'étude de la couche de nitruration obtenue révèle une variation rapide de la teneur en azote dans l'échantillon. Des mesures quantitatives de la concentration en élément diffusant ainsi que des essais de dosage isotopique ont permis d'approcher un mécanisme de croissance de la couche. Le traitement superficiel de l'alliage TA6V par Laser permet donc d'obtenir des revêtements de nitrure de titane par diffusion d'azote à l'état solide et de carbure de titane par dilution de carbone dans le substrat fondu ; l'adhérence et la compacité des couches améliorent le comportement de pièces mécaniques vis-à-vis de l'érosion et du frottement.