Caractérisation mécanique par nanoindentation d’un revêtement composite à matrice nickel électrodéposé

Mechanical characterization by nanoindentation of an electroplated nickel matrix composite coating

CRM Group, Avenue du Bois Saint-Jean 21, B27 – Quartier Polytech 4, 4000 Liège, Belgium

^a Auteur de correspondance : david9684@gmail.com

Reçu : 16 Décembre 2016
Accepté : 20 Février 2017

Résumé

Les revêtements composites à matrice métallique renforcés par des particules céramiques ont largement été étudiés, étant donné leurs propriétés mécaniques très prometteuses. Dans ce travail, un revêtement composite épais à matrice nickel a été électrodéposé sur un substrat acier à partir d’un bain de nickelage de Watt, contenant des particules de SiC micrométriques. La texture et la microstructure du revêtement ont été examinées par diffraction rétrodiffusée des électrons (EBSD), combinée à la spectroscopie à dispersion énergétique (EDS) pour la différenciation des phases. La résistance interfaciale entre la matrice métallique de nickel et les particules de SiC a été investiguée au travers d’essais de rayage, avec un indenteur cono-sphérique. La technique de grille d’indentations a été ensuite utilisée pour quantifier et cartographier les propriétés mécaniques du matériau composite. Finalement, une analyse statistique des distributions gaussiennes multi-modales des valeurs de dureté et de module d’élasticité a permis d’extraire les fractions de chaque phase et les propriétés élastiques/plastiques moyennes pour la matrice et les particules.

Abstract

Metal matrix composite coatings reinforced with hard ceramic particles have been extensively studied due to their promising mechanical properties. In the present work, a thick nickel coating, containing micrometric Silicon Carbide (SiC) particles, was electro-deposited on a steel substrate from a suspension of SiC in a Watt-type Ni-plating bath. The texture and microstructure of the coating were examined using electron backscatter diffraction (EBSD) combined with energy dispersive spectroscopy (EDS) for phase differentiation. The interfacial strength between the Ni matrix and the SiC particles was investigated by nanoscratch experiments. Grid nanoindentation technique coupled with a statistical analysis was employed to quantify mechanical properties of the composite and to map and to extract mechanical properties of each phase.