Microstructure et scléromètrie à effet d’usure d’alliages durs de type : ni-Cr-B-Si-C-W

Microstructure and scratching of wear-resistant alloys Ni-Cr-B-Si-C-W

¹ Laboratoire de Science et Génie des Matériaux, Faculté de Génie Mécanique et Procédés U.S.T.H.B, BP. 32, El Alia, Bab Ezzouar, Alger 16111, Algérie
² Laboratoire de Thermodynamique et Physico-chimie Métallurgiques, UMR 5614, INPG, CNRS/UJF, BP. 75, Domaine Universitaire, 38402 Saint-Martin-d'Hères Cedex, France

Auteur de correspondance : sayahtahardz@yahoo.fr

Reçu : 16 Mars 2005
Accepté : 30 Septembre 2005

Résumé

Ce travail se porte à l’étude de la microstructure et du comportement à l’usure d’alliages à base Ni contenant 20–25 % at. Cr, 5–7 % at. B, 4–5 % at. C, 6 % at. Si et 3–3,5 % at. W. Ces alliages sont constitués d’une matrice métallique Ni(g) majoritaire dans laquelle les éléments d’addition favorisent la formation de composés durs qui améliorent les propriétés mécaniques et chimiques. La caractérisation physicochimique des alliages élaborés est réalisée par microscopie et microsonde électroniques. Les différents composés durs sont des carbures (M₇C₃, M₆C, M₂₃C₆) ; borures (M₅B₃, Ni₃B) ; siliciures (Ni₅Si₂, Ni₃Si) se formant soit en solidification primaire soit sous forme d’eutectiques biphasés qui se dispersent dans l’alliage et constituent une microstructure complexe. Un modèle basé sur des essais d’indentation permet de prévoir le comportement à l’usure de ces alliages. Les résultats obtenus sur la dégradation des phases à la surface des échantillons sont reliés à la taille et les propriétés mécaniques (dureté, énergie de déformations, volume et vitesse d’usure) des phases.

Abstract

This work refers to the study of the microstructure and the behaviour to the wear of a series of Ni base alloys containing (20–25) at.% Cr, (5–7) at.% B, (4–5) at.% C, 6 at.% Si and (3–3.5) at.% W. These alloys consist of a metallic matrix “Ni” in which the elements of addition support the formation of hard compounds which improve the mechanical and chemical properties. The various hard compounds are carbides (M₇C₃, M₆C, M₂₃C₆) and borides (M₅B₃, Ni₃B) and silicides (Ni₅Si₂, Ni₃Si) being formed either in primary form [réécrire] or two-phase eutectic form. A model based on tests of indentation makes it possible to envisage the behaviour with the wear of these alloys. The results obtained are interpreted according to the degradation of the phases noted on the surface of the samples. This degradation was also studied according to the size and of the mechanical properties of the various phases. In particular, hardness, the deformation energy and speed volume of wear of the phases were evaluated.