Structure métallurgique et comportement à l’abrasion d’alliages durs de type : Ni-Cr(10 %)-B-Si

Metallurgical structure and Abrasion Behaviour of Ni-Cr(10%)-B-Si alloys

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 rapporte à l’étude de la microstructure et du comportement à l’usure d’une série d’alliages à base Ni contenant 10 % at. Cr, 5–15 % at. B et 5–20 % at. Si. Les composés durs formés dans la matrice de nickel (Niγ) lors de la solidification de ces alliages sont des borures de chrome et de nickel (CrB, Cr₅B₃, Ni₃B) ainsi que des siliciures de nickel (Ni₅Si₂ et βNi₃Si). Ces phases apparaissent soit sous forme de fins précipités primaires, soit sous forme d’une microstructure biphasée d’eutectique γ. Les duretés des alliages à différentes températures, la perte de masse et le taux d’usure des différentes alliages en fonction du temps ont été mesurés et corrélés à la nature, la distribution et le taux des phases formées. Les meilleurs résultats sont obtenus pour des teneurs en bore de 15 % at. et de 10 % at. en silicium.

Abstract

In this study the microstructural characterisation and the abrasion resistance of a series of Ni based alloys containing 10 at. % Cr, 5–15 at. % B and 5–20 at. % Si are investigated. The formed hard components are chromium and nickel borides (CrB, Cr₅B₃, Ni₃B) and one nickel silicide (Ni₅Si₂) in a < Ni > matrix. These phases appear either in the form of primary solid solution and two-phase eutectic form. Alloys hardness at various temperatures, the mass loss and the wear rate of the various phases according to time were measured and correlated with nature, the distribution and the rate of the formed phases. The best results are obtained for 15 at. % B and 10 at. % Si contents.