Boruration superficielle du titane par fusion laser nd-y. A. G. Pulse. Caracterisations mecaniques et structurales

Superficial boridation of titanium by pulsed nd-y. A. G. Laser. Structural and mechanical characterization

• Auteur / Autrice : SAID ET TAQI
• Direction : Jean-Jacques Hantzpergue
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Paris, ENSAM

Résumé

La mise en uvre du procede d'irradiation au moyen d'une source nd-yag pulsee a permis de borurer par fusion le titane en surface, et d'obtenir un durcissement superficiel considerable de ce metal. Un tel durcissement est recherche, car il contribue a priori a renforcer la resistance du metal traite envers l'usure abrasive. Les analyses metallographiques mettent en evidence une nette evolution de la microstructure en profondeur, apres irradiation. Elles revelent en general trois zones bien distinctes. Une premiere zone en surface, d'epaisseur comprise entre 30 et 270 m, qui a ete fondue lors de l'irradiation laser, est composee de bore et de titane. Suivant les conditions d'irradiation et l'epaisseur de bore deposee, cette zone faisant office de revetement presente des microstructures fines et variees, dendritiques le cas echeant. La region sous-jacente est constituee uniquement de titane, lequel a ete affecte thermiquement lors de l'irradiation, sans passer a l'etat liquide. Elle se decompose en deux zones, l'une de structure aciculaire, l'autre plus en profondeur, de structure mixte, aciculaire et equiaxe. Cette derniere zone, moins affectee thermiquement que la precedente, assure la transition avec le titane dont la microstructure n'a pas ete affectee. Les analyses de phases effectuees par diffraction x indiquent que suivant les conditions d'irradiation, les surfaces borurees sont constituees de deux (-ti, tib) ou trois phases (-ti, tib, tib#2). Par ailleurs, les analyses radiocristallographiques, tout comme les analyses metallographiques indiquent que les zones fondues et borurees possedent une microstructure relativement homogene. Suivant l'epaisseur initiale de bore depose et suivant les parametres d'irradiation choisis, la microdurete vickers des zones fondues varie de 360 a 2000 hv. L'analyse des microdistorsions elastiques des reseaux cristallins par la methode de warren-averbach, indique que suivant la direction h00 du reseau d'une proportion notable de cristallites de la phase tib#2 les deformations atteignent des valeurs importantes. Les microdistorsions de la phase -ti sont reparties de maniere quasi-isotrope, et une proportion non negligeable de ses cristallites presente de tres fortes deformations