ETUDE DE LA FORMATION DES MULTICOUCHES (Fe - B - N) PAR UN TRAITEMENT DUPLEX (NITROCARBURATION EN BAIN DE SEL SUIVIE D’UNE BORURATION EN PHASE SOLIDE DES ACIERS DE TYPES 25CD4 – 42CD4). CONSIDÉRATIONS MÉTALLURGIQUES ET TRIBOLOGIQUES DES COUCHES
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Date
2020
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Abstract
Les effets des traitements thermochimiques de nitrocarburation, de boruration
et de boronitrocarburation sur la structure et les propriétés mécaniques, chimiques et
tribologiques des aciers de construction 25CD4 et 42CD4, ont été étudié.
Il s’agit de réaliser des traitements thermochimiques de nitrocarburation ferritique en
bain de sel à 580°C durant 6h, de boruration en caisse à 950°C durant 5 et 8h de
maintien, et un traitement duplex de boronitrocarburation où on combine la
nitrocarburation en bain de sel à 580°C durant 6h et la boruration solide dans les
mêmes conditions de boruration seule.
Les couches nitrocarburées, borurées et boronitrocarburées obtenues en surface sont
caractérisées par microscopie optique et électronique à balayage, par réalisation de
microanalyses élémentaires EDS dans le but de suivre la distribution des éléments tels
que N, C, O, B depuis la surface vers le cœur des substrats métalliques, et par
diffraction de rayons X à incidence rasante afin d’identifier les phases formées.
Comme essais mécaniques, nous avons choisi l’essai de microdureté vickers pour
établir les profils de microdureté, ainsi que les tests de frottement et d’usure par
abrasion (perte de masse) pour étudier le comportement tribologique. Enfin des essais
électrochimiques de corrosion et d’autres par immersion dans les solutions acide HCl
et H2SO4 sont considérés.
On observe la réduction des épaisseurs et le changement de la morphologie des
couches formées par le traitement duplex par rapport au traitement de boruration seul,
dans les mêmes conditions. La diffraction des rayons X, montre la présence en
surfaces de phases dures de borures FeB, Fe2B, CrB et MnB pour les différents
traitements. Les duretés importantes et les meilleurs comportements tribologiques et
chimiques ont été observé pour les couches borurées de l’acier 25CD4 et les couches
boronitrocarburées de l’acier 42CD4.