Frittage en phase solide des alliages WC-Co : influence du rapport C/W et de l'ajout de Cr

Solid-state sintering of WC-Co alloys : influence of the C/W ratio and an addition of Cr

• Auteur / Autrice : Valérie Bounhoure
• Direction : Sabine Lay-Dietrich, Jean-Michel Missiaen
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux, mécanique, génie civil, électrochimie
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Mots clés

Mots clés contrôlés

Alliages

Métallurgie des poudres

Frittage (métallurgie)

Résumé

Ce travail a pour but de comprendre l'influence du rapport C/W et de l'ajout de Cr sur le procédé de frittage en phase solide de ces matériaux. Pour cela 4 alliages plus ou moins riches en C et avec ou sans Cr ont été étudiés de l'échelle macroscopique à l'échelle atomique. L'étude macroscopique a permis de déterminer les différentes étapes du frittage, l'évolution des phases présentes et l'influence du rapport C/W et de Cr sur la densification. Des observations microscopiques aussi bien qualitatives que quantitatives des alliages frittés à 3 températures clefs de la densification ont ensuite permis de relier le retrait des alliages à leur microstructure. Enfin, l'influence du rapport C/W sur le début de la densification a été expliquée grâce à une étude détaillée de la structure des interfaces WC/Co en relation avec des calculs d'énergies interfaciales issus de la littérature. L'orientation entre Co et WC a été déterminée et les interfaces ont été caractérisées à l'échelle atomique.

This work aims at understanding the effect of the C/W ratio and of Cr addition on the solid-state sintering of WC-Co cemented carbides. Four alloys with low or high C-content and with or without Cr were studied from the macroscopic to the atomic scale. A macroscopic study was done to determine the different steps of sintering, the evolution of the phases in the alloys and the effect of the C/W ratio and of a Cr addition on the densification. Qualitative and quantitative microscopic observations were performed at three important stages of the densification of the alloys. They were linked to the shrinkage behaviour of the alloys. Finally, the influence of the C/W ratio on the beginning of the densification was explained through a detailed study of the WC/Co interface structure related to interface-energy calculations coming from literature. The orientation between Co and WC was determined and the interfaces were characterized at the atomic scale.