Browsing by Author "Mohammed Iliasse BOULIFA"

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    Effet des éléments d’alliage sur la structure et les propriétés des fontes ADI
    (2011) Mohammed Iliasse BOULIFA
    La fonte ADI (Austempered Ductile Iron) est un sous-groupe de fontes GS et considérée comme le type d’alliage les plus récents parmi les FGS. La fonte ADI est une fonte obtenue par traitement thermique spécifique d'une fonte GS. Le principe consiste à traiter cette dernière par un traitement de trempe bainitique. Ce traitement a pour effet de modifier la microstructure de la fonte de base pour obtenir une matrice de type bainitique, pouvant atteindre des propriétés mécaniques comparables à celles de certains aciers. L’obtention des propriétés attendues dépend du bon déroulement des différentes étapes d’élaboration et du traitement thermique. Grace à leurs propriétés importantes, les fontes ADI trouvent aujourd'hui une place prépondérante dans de nombreuses applications. Actuellement, les efforts de recherche sur ce nouveau matériau (ADI) sont principalement concentrés sur des améliorations possibles de ses propriétés mécaniques. C'est dans cette optique que s’inscrit l’objectif de notre étude qui est basé sur l'effet des éléments d'alliage sur la structure et les propriétés mécaniques. La fonte à étudier est élaborée dans un four à induction. Après fusion, la fonte est inoculée par un ferro-silicium-magnésium à 45% de Si et 10% de Mg. Les échantillons sont coulés dans des moules en sable autodurcissant sous forme de barreaux cylindriques de 22 mm de diamètre et 300 mm de long après une addition d’éléments d'alliage tels que Mn, Ni, Mo, Cr, et V. Ensuite, ils ont subi un traitement thermique de type bainitique. Les échantillons sont austénitisés à 830°C pendant 60 minutes puis trempés immédiatement dans un bain de sel à 580°C pendant 60 minutes. Diverses techniques ont permis de caractériser ces échantillons : Microscopie optique, MEB, EDS, diffraction X, dureté, microdureté, traction, résilience et usure. L'observation microscopique montre que touts les échantillons présentent des structures ADI formées de ferrite bainitique et de feather ausferrite supérieure. Ces structures diffèrent d'un échantillon à un autre en fonction du taux des éléments d'alliage ajoutés. Les résultats des essais mécaniques et d'usure montrent dans l'ensemble que les fontes étudiées présentent de bonnes propriétés. Mots clés: Fonte GS, fonte ADI, ferrite, bainite, ausferrite, éléments d'alliage, traitement thermique bainitique, propriétés mécaniques.
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    Influence des éléments d’alliage sur la formation de la structure et les propriétés mécaniques des fontes ADI
    (2016) Mohammed Iliasse BOULIFA
    Les fontes à graphite sphéroïdales de structures ausferritiques dites ADI (austempered ductile irons) sont parmi les meilleurs matériaux métalliques à matrice de nature multiphasique. Ce matériau est largement utilisé dans différentes industries (mécaniques, agricoles etc.). Leurs applications vis à vis des sollicitations mécaniques et thermiques dépendent de la nature des différentes phases qui les composent et de leurs interactions mutuelles. Les propriétés microstructurales et mécaniques de ces fontes, après coulée, dépendent de la composition chimique et des paramètres du processus de production (procédé de fusion et surtout traitement thermique). Les principaux facteurs qui influent sur les propriétés de service de l'ADI sont leur structure (présence de ferrite et d'austénite), l'existence de carbures et de la martensite, la morphologie des nodules de graphite (taille et circularité) et la présence ou non d’inclusions. Aujourd'hui, les efforts de recherche sur la qualité de ce matériau à base fer, fonte ADI, sont portés principalement sur l’amélioration de ses propriétés d’exploitation. L'ensemble des activités de recherche dans ce travail a pour motivation l'étude expérimentale des comportements mécaniques de ce matériau. Pour comprendre ces comportements, nous avons étudié l’influence de la composition chimique et du traitement thermique bainitique sur la formation de la microstructure et sa corrélation avec les propriétés mécaniques. L’objectif de cette recherche s’inscrit dans l’optique de l’amélioration de la qualité et des propriétés d’exploitation de la fonte ADI et d’appréhender le rôle des éléments d’alliage sur l’évolution de sa microstructure. Dans ce travail, des éléments d'additions (manganèse, nickel, molybdène, chrome, vanadium, titane et niobium) sont ajoutés à faible teneur à la fonte ductile de base pour étudier l'effet de ces derniers sur l’évolution de la formation de la structure et les propriétés mécaniques. La fonte à étudier est élaborée dans un four à induction. Après fusion, elle est inoculée par un ferro-silicium magnésium à 45% de Si et 10% de Mg. Les échantillons sont coulés dans des moules en sable autodurcissant à froid sous forme de barreaux cylindriques de 22 mm de diamètre et 300 mm de longueur. Ensuite, des éprouvettes sont austénitisées à 830°C pendant 60 minutes puis trempées dans un bain de sel à 550°C pendant 60 minutes. Les techniques utilisées pour caractériser les différents échantillons des fontes ADI élaborées sont la spectrométrie à fluorescence X, la microscopie optique, la microscopie électronique à balayage (MEB), l’analyse de spectroscopie de rayons X (Energie Dispersive X-ray Spectrométrie, EDS), la diffraction des rayons X (DRX) et les essais mécaniques (la dureté, la microdureté, la traction et la résilience). D’après les observations microscopiques, les résultats obtenus montrent que les fontes expérimentées présentent des structures d’une fonte ADI dual phase formées de ferrite bainitique et Mohammed Iliasse BOULIFA - Thèse de Doctorat - 2016 RESUME Influence des éléments d'alliage sur la formation de la structure et les propriétés mécaniques des fontes ADI d’ausferrite supérieure en plume. Ces structures diffèrent d'un échantillon à un autre en fonction des taux des éléments d'alliage ajoutés et de leur nature. Les résultats des essais mécaniques montrent que la qualité des fontes étudiées a été améliorée et ces dernières présentent des propriétés meilleures par rapport à la fonte de base, suite au changement microstructural qui s’est opéré après le traitement thermique appliqué d’une part et au durcissement structural provoqué par l’addition de certains éléments d’alliage carburigènes d’autre part.