Mémoires de Magistère
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Item Etude du défaut de fissuration des lingotières pour la coulée de la fonte en gueuse, ( MAC; ARCELOR-MITTAL, Annaba)(2013) Rabah BOUFASLes augets sont des moules métalliques qui à leur exploitation sont soumis à des alternances d’échauffement rapide et de refroidissement plus ou moins lents. Ils sont l’objet de dégradation par phénomène de fissuration et de rupture totale. L’examen de cet outil et du matériau avec lequel il est confectionné a mis en évidence des discontinuités de la matière soit en surface ou en volume. Les contraintes d’origine thermique estimées théoriquement en régime établi peuvent atteindre valeurs assez élevées. L’étude a permis de conclure à des recommandations tant au niveau du fabricant que de l’exploitantItem Elaboration d’une fonte synthétique de moulage à propriétés mécaniques améliorées.(2012) Abdelaziz MEDJALDIEn raison de la demande croissante et de la diminution des sources de métaux à travers le monde, le recyclage est devenu d’une importance capitale. Notre travail consiste à élaborer une fonte synthétique de moulage à bas prix de revient avec des bonnes propriétés mécaniques à partir de matériaux de récupération dans un four électrique à induction. La fonte élaborée est la fonte Ft30 destinée à la fabrication des pièces courantes. Dans le but d’améliorer ses propriétés mécaniques et d’élargir son domaine d’utilisation, nous avons ajouté à la fonte de base des éléments carbirugènes tels que le titane et le molybdène. Un traitement d’inoculation dans le moule par le ferrosilicium a été fait aussi pour la fonte de base. Les principales conclusions sont les suivantes : -Dans la fonte inoculée par le ferrosilicium, nous avons constaté une bonne répartition du graphite de type A, ainsi qu’une amélioration de la résistance à la traction. -L’addition du molybdène dans la fonte étudiée a permis une augmentation de la dureté. -La résistance à l’usure s’est améliorée après addition de ces éléments, et la fonte à 1% de titane donne la meilleure résistance à l’usure par abrasion. -La résistance à la corrosion dans le milieu Nacl (3%) a augmenté par rapport à la fonte de base après addition de ces éléments et la meilleure résistance est obtenue après addition de 1% de titane.Item Cémentation, Nitruration des aciers faiblement alliés Amélioration des propriétés d’usure et de frottement(2012) Youcef RERARIL’objectif de ce travail est d’étudier l’influence des traitements thermochimiques (cémentation et nitruration) sur le comportement mécanique, tribologique et électrochimiques des aciers faiblement alliés. Dans cette étude, nous avons choisi de travailler avec l’acier utilisé pour la fabrication des galets des convoyeurs à bobine. Ce choix est justifié par le fait que cet acier a présenté un problème d’usure et d’endommagement. Les échantillons sont prélevés à partir des galets des convoyeurs à bobines au niveau du Laminoir à Chaud (LAC, ArcelorMittal Annaba). Les traitements thermochimiques employés dans ce travail sont réalisés au niveau du Complexe Moteurs Tracteur de Constantine avec des temps de séjour allant de 2h jusqu’à 6h. Dans un premier temps, des tests de microdureté, d’usure par abrasion ainsi qu’une caractérisation électrochimique ont été effectués. Après quoi, une analyse métallographique par microscopie optique, des essais de rugosité, ainsi qu’une analyse par diffraction des rayons X ont été utilisés pour mettre en évidence l’évolution des échantillons étudiés. Les résultats obtenus montrent que la nitruration en bain de sels permet d’améliorer sensiblement le comportement tribologique et électrochimique avec une augmentation de la dureté en surface du matériau étudié.Item Evolution structurale des fontes au chrome alliées(2009) BOUHAMLA KhédidjaItem Comportement électrochimique et électrique du cuivre dans un milieu acide (HNO3)(2012) Said BOUKERCHEItem Comportement à la corrosion électrochimique de l'acier 32CrMoV13 nitruré par procédé plasma(2008) BELAHSSEN OKBADans le but d'améliorer les propriétés mécaniques et la résistance à la corrosion de la nuance d’acier 32CDV13 utilisée pour la fabrication de pièces mécaniques fortement sollicitées en fatigue utilisés en aéronautique et des outils de coupe et augmenter sa performance, un traitement de nitruration ionique a été réalisé. L'augmentation du pourcentage d'azote conduit à la formation d'une couche de combinaison, augmente d'une façon spectaculaire l'épaisseur de la couche de diffusion et améliore la résistance à la corrosion de la pièce traitée. Avec des techniques d’analyses traditionnelles telles que la microscopie optique, la microscopie électronique à balayage, la diffraction de rayons X et l' EDS, on a pu déterminer les propriétés mécaniques et métallographiques des couches nitrurées. Il a été observé, par la méthode électrochimique et celle de la masse perdue que les échantillons nitrurés dans les conditions optimales, présentent une bonne tenue à la corrosion.Item Récupération et élaboration des alliages à base du Plomb de deuxième génération(2011) ACHACHERA AbdelatifLes alliages Plomb – Cadmium sont connus par le fait que, leurs durcissement se fait par une précipitation continue et une transformation discontinue, tandis que les alliages Plomb - Etain présentent une précipitation discontinue à faible effet durcissant. Dans les alliages binaires, il y a précipitation du cadmium ou de l'étain. Cette étude est consacrée à déterminer le type de précipitation et l'intensité du durcissement dans les alliages ternaires Pb-Cd-Sn. Le retour à l'équilibre des alliages Pb-Cd-Sn sursaturés a été étudié par différentes techniques: dureté, microscopie optique et analyse par diffraction des Rayons X. Deux états structuraux ont été considérés: alliages bruts de coulée, et alliages ré-homogénéisés. Les alliages étudiés sont: Pb – 0,98% Sn – 1,14% Cd, et Pb - 1,48% Sn – 1,2%Cd. Les phénomènes de vieillissement et de survieillissement correspondants sont similaires à ceux des alliages Pb-Cd. La présence de l'étain a un effet retardateur sur les processus du durcissement structural.Item Effets des traitements thermiques sur la microstructure et le comportement à la corrosion d'un acier inoxydable de type 309(Université Badji Mokhtar Annaba, 2011) Kamel MADDOURILes matériaux utilisés dans des conditions hostiles doivent à la fois posséder une bonne résistance à la corrosion et de bonne caractéristique mécanique telle que la dureté. Ces deux caractéristiques ne sont pas toujours faciles à réaliser et l’on est souvent amené à faire des compromis entre ces deux propriétés. A cet effet les aciers inoxydable, austénitiques, tel que l’AISI 309, trouve toute leur importance dans l’industrie. En effet c’est un matériau qui travaille à des températures élevées et dans des milieux agressifs provoquant de dons des fissurations après une certaine période de travail. De ce fait, et dans le but de mieux connaître leur tendance à être utilisés dans les conditions citées ci-dessus, des techniques électrochimiques en mode stationnaire et fréquentiel (SIE), métallographiques et des essais mécanique ont été mis en œuvre, et ce afin d’élucider l’effet des traitements thermique, et d’addition de vanadium et de Niobium sur la microstructure et leur tenue à la corrosion. Ainsi, dans le but d’améliorer les caractéristiques mécaniques et le comportement vis à vis à la corrosion de cet acier, deux éléments, tels que le vanadium et le niobium (V ≤ 1.5, Nb ≤ 0.14) ont été ajoutes. Les résultats obtenus ont montré que l'addition du V et du Nb, améliore les propriétésmécaniques de l’acier en question, avant et après traitement thermique par la diminution de l'intensité de précipitation intergranulaire de carbures de chrome et en contre partie leur ajout semble la formation des carbures de V et de Nb (VC, V4C3, NbC). De plus améliorer la résistance à la corrosion intergranulaire, du fait quel déplace le potentiel de corrosion. Les résultats des tests de corrosion sur l’acier 309 brut et améliorée dans une solution HCl 0.1M montre l’amélioration du comportement électrochimique, anoblissement du potentiel de corrosion et l’augmentation de la résistance de polarisation.Item Elaboration et caractérisation électrochimique des alliages d’aluminium de fonderie (solution aqueuse à 3.2%NaCl(2013) RAMOUL Chems EddineLa corrosion des métaux et alliages de métaux, dans les milieux industriels constitue un des principaux facteurs limitant la durée de vie, occasionnant de nombreux frais de remplacement ainsi que des pertes de productivité. Pour une sélection judicieuse des matériaux dans les milieux particulièrement agressifs, on doit souvent recourir à des essais normalisés effectués en laboratoire et/ou en usine. Notre travail décrit l’étude du comportement à la corrosion des alliages d’aluminium de fonderie AlMg5Si élaboré de manière particulière par fusion et de l’alliage AlSi7Mg0,3 tiré à partir d’une pièce de moteur automobile. Le milieu agressif est une solution aqueuse à 3,2% de NaCl. L’étude a été menée par des mesures potentiodynamiques, de spectroscopie d’impédance électrochimique et de voltamétrie cyclique, Les résultats montrent - L’augmentation de la température conduit à une diminution des résistances de polarisation pour les alliages d’étude . - L’alliage AlMg5Si (élaboré) présente une résistance à la corrosion supérieure à celle obtenue pour l’alliage AlSi7Mg0,3Item Effet des éléments d’alliage sur la structure et les propriétés des fontes ADI(2011) Mohammed Iliasse BOULIFALa 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.Item ETUDE DES PROPRIETES MECANIQUES DES VERRES OXYGENES ET OXYHALOGENES(2012) BACHIRI AbdelkaderLe développement rapide de la technologie photonique nécessite de plus en plus des matériaux efficaces, adaptés aux appareils photoniques tels que les matériaux pour amplificateurs et lasers de forte puissance. L’amplification optique basée sur le principe de l’effet laser peut être obtenue dans des matrices cristallisées ou vitreuses grâce aux émissions radiatives des ions de terres rares. Les verres sont parmi les matrices intéressantes pour leur transparence dans une large région optique et pour leur aptitude à recevoir de grandes quantités d’ions de terres rares. A cet effet, Une nouvelle famille de verres stables d’oxyde et d’halogénures dans les systèmes ternaires Sb2O3-PbCl2-As2O3 et Sb2O3-PbCl2-AgCl a été mise au point. Plusieurs caractérisations ont été faites sur deux systèmes ternaires. L’ensemble des propriétés évolue presque linéairement avec la variation de la composition. Les résultats obtenus sont similaires à ceux des autres travaux. Il apparaît que la structure de ces verres est plus ouverte d’où les faibles valeurs des propriétés mécaniques. fait de ces verres de bons candidats dans l’optique non linéaire. L’analyse calorimétrique différentielle a montré que certaines compositions ne présentent pas de pics de cristallisation d’où leur grande stabilité thermique. Dans ce travail, nous trouvons aussi l’étude des La dévitrification de verres oxyhalogénés dans le système ternaire Sb2O3-PbCl2-AgCl a été étudiée par analyse calorimétrique différentielle. Un seul pic exothermique de recristallisation est observé au-delà de la température de transition vitreuse, ce qui autorise l’application des relations de Mehl Johnson-Avrami-Kolmogorov. L’utilisation de procédures non isothermes permet de déterminer les valeurs de l’exposant d’Avrami n et de l’énergie d’activation E. Le mécanisme de decroissance cristalline est discuté en relation avec les observations en microscopie électronique à balayage.Item Amélioration de la résistance à l’usure par abrasion de l’alliage Ti6%Al par traitement de nitrocarburation(2009) TALHI AMARIl est bien connu que les alliages intermétalliques Ti-Al ont des propriétés attractives, mais ils ont deux inconvénients principaux : à savoir une ductilité très limitée à la température ambiante et des propriétés de surfaces faibles à haute température. Ce travail vise l'amélioration les propriétés superficielles telles que la résistance à l’abrasive et la résistance à la corrosion des alliages à base de titane en utilisant les traitements thermochimiques. Le processus nitrocarburation de bain de sels a été réalisé dans un bain industriel à la température 580°C durant 1h jusqu’à 6h avec un pas de une heure. Le processus de nitrocarburation produit en extrême surface des couches d’oxydes de titane TiO2 et des couches nitrocarburées constituées de δ- TiN ou (Ti(C, N) ε-Ti2N ou Ti2(C, N). Nous avons observé dans les conditions isothermes, que le temps de diffusion à un grand effet sur la cinétique de croissance des couches. Toutes les phases formées en surface et en sous couches ont été identifiées par diffraction de rayon X et par la spectroscopie Raman. En outre, nous avons étudié en utilisant la profilométrie linéaire les paramètres de l’état de surface Ra et Ry ainsi que microscopie atomique de force (AFM) déterminant la morphologie de l’état de surface ainsi que la structure. Les valeurs de dureté des couches extérieures et de la zone de diffusion diminuent à partir du bord de l'échantillon jusqu’ au substrat. Le test de l'essai d'usure d'abrasion a été réalisé sous une charge de 5N, et avec une vitesse de rotation de 65 tours/min, où nous avons considéré la perte de masse en fonction du parcours de glissement. Les essais d'usure ont montré que les oxydes de titane mince (TiO2) et la couche carbonitrure (TiCN) sont responsables de la réduction de la perte d'usure comparativement au substrat Ti6%Al. Pour étudier le comportement à la corrosion de ces couches et du substrat; les couches formées ont été exposées dans un environnement agressive solution (3. 0 %NaCl). Les mécanismes d’usure et de corrosion des surfaces ont été étudiés par la microscopie optique et électronique à balayageItem Comportement électrochimique de couches minces Fe-Si obtenues par pulvérisation cathodique magnétron(2008) Majda MOKHTARIDans notre approche nous avons étudié le comportement électrochimique des films minces nano-structurés élaborés par co pulvérisation cathodique magnétron (procédé PVD). Les films ont été élaborés à partir de deux cibles ultra pures. Les alliages obtenus sont des alliages de Fer-Silicium largement utilisés dans l’industrie électrique et électronique. Les films minces Fe-Si trouvent également des applications comme des capteurs magnétiques. En fonction de la teneur en silicium, au delà de 32at. % Si nous avons constaté que la structure se modifie et passe d’un système cubique centré à une structure amorphe. Les analyses électrochimiques, menées dans deux solutions différentes ; l’une constituée d’une solution de NaCl à 3,2% et l’autre une solution aqueuse d’eau douce minérale, ont révélé que, selon que le caractère cristallin ou bien amorphe et selon le milieu le comportement électrochimique des couches étudiées change. Parmi les résultats obtenus, la principale conclusion que nous avons retenu est que les structures amorphes ont le meilleur comportement électrochimique et que la dégradation de l’état de surface dépend de la concentration en silicium et du milieuItem Caractérisation Morphologique et Mécanique du Polyéthylène Semi Cristallin Extrudé(2012) LABED AbdellatifLes tubes en polyéthylène à haute densité, sont largement employés dans l’industrie pour la conduite des fluides, au travers de deux applications principales: Les canalisations de l'eau potable et du gaz naturel. Donc l’utilisation de ces tubes dépendent de l’application visée et aux exigences des divers constructeurs. Les propriétés dépendent fortement des conditions de mise en œuvre qui est l' extrusion pour notre thème, une technique de transformation continue des matières thermoplastiques utilisées pour fabriquer des produits finis ou semi finis et en particulier la calibration qui nous apparaît comme l’étape clé dans le développement de la structure du polyéthylène au cours du procédé. Cependant, la variation morphologique en fonction des conditions appliquées lors de la mise en œuvre est encore très mal comprise, ce qui ne permet pas d’améliorer les caractéristiques mécaniques des tubes de façon systématique. L’objectif de notre travail sera donc de caractériser ces polymères dus aux effets des paramètres de mise en forme sur la structure (cristallinité) des tubes et de faire une quantification par des méthodes prédéfinies d'avance, et nous essayons à la fin de faire un couplage entre la morphologie et les propriétés mécaniques de ces matériaux.Item Synthèse et Caractérisation d’une Poudre Thermo protectrice à 1600 °C(2009) MERADI HazemLes travaux qui font l’objet de ce mémoire rentrent dans le cadre d’un projet global de synthétisation et caractérisation d’une poudre thermo protectrice à base de matière première assez abondante en Algérie et dénommée « Diatomite ou kieselguhr». Cette poudre entre dans l’isolation thermique des poches et tundish d’aciers. Elle est fabriquée à partir de diatomite et sable. L’analyse granulométrique réalisée sur une tamiseuse à dépression d’air, a montré que pour la diatomite environ 93 % des grains ont une taille moyenne de 125 microns, tandis que pour le sable, environ 44 % des grains ont une taille comprise entre 125 et 200 microns. L’analyse minéralogique réalisée sur un diffractomètre SIEMENS D500, a montré une structure amorphe pour la diatomite et cristalline pour le sable. Lors de l’observation sur MEB, il apparait clairement une microstructure poreuse en forme de nid d’abeille pour la diatomite et de densité apparente de 400 kg/m3 contre 1613 kg/ m3 pour le sable. La porosité de la diatomite est assez importante. Elle est de 80 contre 35 pour le sable. L’analyse thermique réalisée sur un NETSCH 409 avec DSC et ATG couplées (Analyse enthalpique différentielle et thermogravimétrique) a montré une perte de masse importante pour la diatomite de l’ordre de 21.6 % contre 6.24 % pour le sable. Les différents pics de transformation ont été mis en évidence par DSC. Pour juger du comportement thermique de la poudre de diatomite en aciérie, un essai en vrai grandeur a été réalisé en l’aciérie pour la couverture du bain d’acier liquide en tundish. L’essai a porté sur un échantillon de diatomite et de poudre Prosid d’importation. Les pertes de température pour les deux types de poudres sont négligeables, soit un écart type de 3.1 °C pour la diatomite et 0.2 °C pour la poudre Prosid. Des investigations complémentaires sont nécessaires pour la caractérisation du produit, tels que la mesure de conductibilité thermique, les différentes températures de transformation (ramollissement, fusion), aptitude à l’étalement et la viscosité, feront l’objet d’une étude ultérieure.Item Modification de la Tenue à l’Usure des Cermets (W,Ti)C - 9%Co par Traitements Thermochimiques(2008) Besma BouledrouaItem Elaboration d’un biomatériau à base de titane par frittage et sa caractérisation électrochimique en comparaison avec un implant classique.(2009) RAHAL BouzidL’objectif de ce travail est l’élaboration d’un biomatériau à base de titane Ti45Ni (type implant) par frittage et sa caractérisation électrochimique dans une solution de Ringer. En comparaison avec un implant classique il s’agit de l’acier inoxydable 316L. Dans le domaine biomédical (chirurgie orthopédique et dentaire, prothèses de hanche et de genou) les alliages de titane représentent des biomatériaux de choix en raison de leurs caractéristiques physiques et biologiques. Par exemple, ils présentent une excellente résistance à la corrosion ainsi qu’un caractère biocompatible très prononcé. Du fait de la combinaison de leurs bonnes propriétés mécaniques et de leurs faibles masses volumiques les alliages à base de titane sont largement utilisés dans l’industrie aéronautique. Pour cela nous avons utilisé la technique du frittage dans l’élaboration de nos échantillons pour assurer une bonne adhérence des tissus avec la prothèse. Les différentes phases obtenues ont été confirmées par les RX. Pour connaître l’effet du milieu agressif sur les deux alliages nous avons réalisé un montage classique de trois électrodes couplé à un potentiostat de type EG &G modèle 273 contrôlée par un micro-ordinateur pour la caractérisation électrochimique et les mesures d’impédances électrochimique. Pour les tests de la dureté, nous avons utilisé un microduromètre semi automatique de type Zwek à pénétration Vikers. Les résultats des différentes analyses montrent que les deux alliages (Ti45Ni et l’acier 316L) ont un comportement électrochimique identique à savoir les deux sont passivables dans la solution de Ringer dû à la formation des oxydes de type TiO2 et Cr2O3 et Fe3O4 à la surface. L’analyse par impédance électrochimique montre que la couche d’oxyde est stable et continue à former pour les deux alliages.Item Élaboration des monocristaux « Etude et conception du four, Elaboration et caractérisation du matériau »(2009) BOUBENDIRA KhaledUn monocristal, à la différence d'un polycristal, est constitué d’une maille géante dont les limites sont les surfaces externes de l’échantillon massif. Il peut ne pas être parfait mais, au contraire, contenir des imperfections cristallines. Dans le cadre de ce travail des tentatives d’élaboration de monocristaux à base d’Aluminium pur ont été opérées par différentes méthodes. Une germination et croissance dans l’état solide induite par Déformation et Recuit. Une monocristallisation à partir de la phase liquide (BRIDGMAN modifiée et CZOCHRALSKI). Ces deux dernières méthodes ont nécessité la conception d’un four à gradient thermique constitué de deux zones, et un mécanisme de déplacement à vitesse lente du creuset le long de l’axe du four. La méthode Déformation-Recuit a permis d’élaborer des germes servant à l’initiation de la monocristallisation dans la méthode de BRIDGMAN modifiée. Cette dernière reste très pratique car elle permet d’élaborer des monocristaux avec orientation prédéfinie. Celle de CZOCHRALSKI reste aléatoire et avec un taux de réussite moindre.Item Maîtrise et optimisation des microstructures des superalliages à base de nickel(2014) Nedjoua MATOUGUI