Modèle de simulation pour l’étude de la boruration thermochimique de l’acier inoxydable « AISI 316 » (X5CrNiMo17-12-2)

Simulation model to study the thermochemical boriding of stainless steel “AISI 316” (X5CrNiMo17-12-2)

Laboratoire LaRTFM, ENSET d’Oran, BP 1523, 31000 Oran El M’Naouer, Algérie
e-mail : mebarekbendaoud@yahoo.fr

Reçu : 25 Février 2011
Accepté : 1 Février 2012

Résumé

Dans ce travail, nous développons un modèle de diffusion basé sur la seconde loi de Fick pour simuler la cinétique de boruration des couches Fe₂B de l’acier inoxydable (X5CrNiMo17-12-2). À l’aide de cette simulation numérique nous pouvons prédire l’épaisseur de la couche borurée et calculer la concentration de bore pour chaque phase. Pour rappel, la boruration est un traitement thermochimique de surface effectuée généralement à des températures comprises entre 950 °C et 1050 °C. La connaissance de la température et du temps de traitement sont nécessaires pour simuler et optimiser ce processus. Afin de vérifier la validité du modèle mathématique, nous avons comparé les résultats de la simulation avec des données expérimentales. La comparaison des résultats expérimentaux et théoriques nous permet de confirmer la validité du modèle développé.

Abstract

In this work, we develop a diffusion model based on Fick’s second law to simulate the kinetics of Fe₂B boriding layers of stainless steel (X5CrNiMo17-12-2). Using this simulation we predict the thickness of the layer borinated and calculate the concentration of boron for each phase. For reminder, Boriding is a thermochemical surface treatment performed at elevated temperatures, usually between 950 °C and 1050 °C. Knowing the temperature and time of treatment are needed to simulate and optimize the process. To check the validity of the mathematical model, we compared the simulation results with experimental data. Comparison of experimental and theoretical results allows us to confirm the validity of the model developed.