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Effet de l’addition de TiB₂ sur les propriétés mécaniques et tribologiques de revêtements NiCrBSi déposés par projection thermique

Influence of TiB₂ addition on the mechanical and tribological properties of NiCrBSi deposited by flame spraying

¹ Université Politehnica de Timisoara, 300006 Timisoara, Roumanie
² Université de Lille, FRE 3723 LML Lab. de mécanique de Lille, 59000 Lille, France
³ Université Óbuda, 1034 Budapest, Hongrie
⁴ Université de Lille, LGCgE Lab. de génie civil et géo-environnement, EA4515, 59000 Lille, France

^* e-mail: didier.chicot@univ-lille1.fr.

Reçu : 28 Septembre 2017
Accepté : 16 Mai 2018

Résumé

L’influence de TiB₂ dans des revêtements à base nickel est étudiée du point de vue microstructurale (identification des phases et mesure de la porosité), mécanique (dureté et module d’élasticité par indentation instrumentée) et du comportement mécanique (résistance au frottement par usure pion/disque). Dans les deux revêtements à 2,5 et 10 % de TiB₂, on note la présence de siliciures, carbures et borures mais uniquement la présence d’oxyde de titane pour la teneur à 10 %. La porosité est plus élevée (6 %) lorsque la teneur en TiB₂ est plus petite, elle est de 1,2 % pour l’autre revêtement. Après une discussion sur l’effet de taille et l’influence de la porosité sur la mesure des propriétés par indentation, la dureté est trouvée sensiblement la même dans les deux cas, autour de 3 GPa, alors que le module d’élasticité semble plus élevé (175 GPa au lieu de 150 GPa) pour la teneur la plus élevée en TiB₂. Enfin, le coefficient de frottement est plus grand dans la zone de transition ou de rodage avant d’atteindre la même valeur moyenne de 0,6 dans le régime stationnaire.

Abstract

Influence of TiB₂ addition in nickel-based coatings is studied from different point of views, microstructural (phases identification and porosity rate), mechanical (hardness and elastic modulus by instrumented indentation) and mechanical behavior (wear resistance by pin-on-disk system). In the two coatings containing 2.5 and 10% of TiB₂, we note the presence of silicide, carbide and boride but only the presence of titanium oxide for 10% of TiB₂. The porosity rate is higher (6%) when TiB₂ amount is lower, it is of 1.2% for the other coating. After discussing about the indentation size effect and the influence of porosity on the mechanical properties measurement by indentation, hardness is found to be similar in the two cases, around 3 GPa, whereas the elastic modulus seems to be slightly higher (175 GPa against 150 GPa) for the highest content in TiB₂. Finally, the friction coefficient is higher in the transition or running zone before reaching the same mean value of 0.6 in the stationary stage.