Boruration thermochimique d'un acier C38 dans un bain de sels borax–SiC

Thermochimical boriding of a C38 steel in molten salts containing borax-SiC

Département de mécanique de l'ENSET d'Oran, BP 1523, Oran El M'Naouer, Algérie

Reçu : 25 Avril 2009
Accepté : 10 Juin 2009

Résumé

Á travers cet article, nous nous sommes intéressés à la boruration thermochimique d'un acier au carbone dans un bain constitué de 70 % de borax et 30 % de carbure de silicium. Afin de ne pas nous encombrer avec une variable supplémentaire que constituent les éléments d'alliage, nous avons opté de travailler sur l'acier C38. Les températures de boruration sont de 850, 950 et 1000 °C avec des durées de maintient de 2, 4, 6 et 8 heures. La formation du borure Fe₂B a été confirmée par des observations au microscope optique et au microscope électronique à balayage. La microdureté mesurée avec des charges de 100 g et 50 g nous donne 294±3 HV_0,1 pour le substrat et 1694±46 HV_0,05 comme valeur maximum de la couche borurée. La technique de pesée et celle par microscopie optique sont utilisées pour la mesure de l'épaisseur des couches borurés obtenues à 950 °C. Ces deux techniques sont ensuite comparées. Nous avons aussi étudié l'influence de la boruration sur la rugosité du substrat, l'influence de la taille du grain de l'acier sur la cinétique de boruration, le vieillissement du bain de boruration ainsi que l'effet de la granulométrie du carbure de silicium sur la boruration. Nous terminerons par l'étude de l'effet de la boruration sur la résistance à la fatigue en flexion rotative.

Abstract

Through this article, we were interested in thermochemical boriding of a carbon steel in a bath made up of 70% from borax and silicon carbide 30%. In order not to encumber us with an additional variable that constitute the alloy elements, we chose to work on C38 steel. The temperatures of boriding are of 850, 950 and 1000 °C with durations of maintains of 2, 4, 6 and 8 hours. The formation of the Fe₂B boride was confirmed by observations under the optical microscope and the electron microscope with sweeping. The microhardness measured with loads of 100 g and 50 g gives us 294±3 HV_0.1 for the substrate and 1694±46 HV_0.05 like maximum value of the borinated layer. The technique of weighing and that by optical microscopy are used for the measurement thickness of the layers borinated obtained with 950 °C. These two techniques are then compared. We also studied the influence of boriding on the roughness of the substrate, the influence of the size of the grain of steel on the kinetics of boriding, the ageing of the bath of boriding as well as the effect of the granulometry of silicon carbide on boronizing. We will finish by the study of the effect of boriding on the fatigue strength in rotational bending.