[Home bibliotech]
Home > Les thèses en ligne de l'INP

Comportement tribologique et réactivité de l'alliage 718 en atmosphère contrôlée et à haute température

Adamou, Adib Soufiane (2005) Comportement tribologique et réactivité de l'alliage 718 en atmosphère contrôlée et à haute température. (Tribological behaviour and reactivity of the Alloy 718 under controlled atmosphere and at high tempertaure.)

Full text available as:

PDF - Requires a PDF viewer such as GSview, Xpdf or Adobe Acrobat Reader
6.48 Mo

Abstract

Les fortes interactions existant entre les sollicitations mécaniques et thermiques locales d'une part, l'environnement et la réactivité physico-chimique des surfaces d'autre part, constituent une difficulté récurrente pour formaliser des modèles tribologiques de dynamique des processus interfaciaux. Le découplage et la hiérarchisation de ces phénomènes passent par des études impliquant une forte maîtrise des paramètres thermiques et environnementaux afin d'analyser précisément leur impact sur le comportement tribologique global. Un tribomètre environnemental a été conçu afin de travailler à haute température (jusqu'à 900 °C) et sous vide partiel (10-6 mbar). Les essais tribologiques sont effectués en configuration pion / disque (vitesse de glissement varie de 0,01 m.s-1 jusqu'à 1,5 m.s-1). Ce dispositif dispose de capteurs de mesure en continu du couple de frottement, de la charge normale, du déplacement vertical, de température (thermocouples à proximité des échantillons), de pression (niveau de vide) ainsi que de la nature des gaz résiduels (analyseur de gaz). Des essais tribologiques ont été réalisés en couple homogène en Alliage 718 dans différentes conditions de réactivité : pression atmosphérique (103 mbar), vide primaire (4.10-2 mbar) et vide secondaire (5.10-5 mbar). Une première compagne concernait des essais à la température ambiante d'échantillons à réception et après préoxydation à 650°C ainsi que des essais à 650 °C. Ces essais ont été effectués à une vitesse de glissement de 0,25 m.s-1 et une charge normale de 15 N pendant 20 min. Une deuxième compagne d'essais à 650°C avec préoxydation a été entreprise dans les mêmes conditions de réactivité en variant les paramètres mécaniques : deux vitesses (0,1 m.s-1 et 0,75 m.s-1) avec une charge constante (15 N) ainsi qu'une charge différente (45 N) à vitesses variables (0,25 m.s-1 et 0,75 m.s-1). Des analyses SIMS et ESCA ont permis de caractériser les couches d'oxydes avant et après frottement. Une pré-oxydation améliore fortement la résistance à l'usure à température ambiante. Le frottement à 650 °C et 0,75 m.s-1 accroît encore les performances à l'usure. La présence d'une couche de déplétion a pour conséquence de limiter les bonnes performances tribologiques du couple frottant notamment à la pression atmosphérique. ABSTRACT : The high interactions between the local thermomechanical stresses and physicochemical reactivity of the surfaces constitute a recurring difficulty in formalising dynamic models of interfacial processes. The structuring and the organisation of these phenomena into a hierarchy, require test procedures in which the thermal and environmental parameters are precisely controlled in order to define their impact on overall tribological behaviour. A new environmental tribometer was developed for experiments at high temperature (up to 900°C) and in partial vacuum (10-6 mbar). The test apparatus was a rotating pin-on-disk configuration (sliding speed vary between 0,01 and 1,5 m.s-1). Various sensors give continuous measurements of the torque (tangential force), load (normal force), displacement (sample damage kinetic), temperature (thermocouples near the samples), pressure (vacuum level) and residual gases (gas analyser). Tribological tests were performed using homogenous pairs of Alloy 718 under different reactivity conditions: atmospheric pressure (103 mbar), primary vacuum (4.10-2 mbar) and secondary vacuum (5.10-5 mbar). A first series of experiments have been conducted at ambient temperature with samples as reception and after a pre-oxidisation at 650°C just as at 650 °C. The tests were carried out at a speed of 0,25 m.s-1 and an applied load of 15 N during 20 min. A second series has been tested at 650°C with pre-oxidised samples in the same atmosphere conditions as above with changing mechanical parameters: two speeds (0,1 m.s-1 and 0,75 m.s-1) with a constant load (15 N) and a different load (45 N) at variable speeds (0,25 m.s-1 and 0,75 m.s-1). SIMS and XPS analysis were performed to characterise the oxide layer before and after sliding. A preoxidation significantly improves the tribological behaviour at ambient temperature. Friction at 650°C and 0,75 m.s-1 again increases the tribological performances. The occurrence of a depletion layer has as incidence on the tribological performance of the rubbing couple in particular under atmospheric pressure.

Department or laboratory:Centre Interuniversitaire de Recherche et d'Ingénierie des Matériaux - CIRIMAT (Toulouse, France)
Directeur de thèse:Denape, Jean and Andrieu, Eric
Uncontrolled Keywords:Tribomètre environnemental - Réactivité des surfaces - Tribo-oxydation - Alliage 718 - Couche de déplétion - Mécanismes d'oxydation. KEYWORDS : Environmental tribometer - Surface reactivity - Tribo-oxidation - Alloy 718 - Depletion layer,Mechanisms of oxidation.
Subjects:Materials science > Coating and surface preparation
Deposited On:13 November 2006

Archive Staff Only: edit this record


Contacts | Infos légales | Plan du site | Intranet

(c)INP de Toulouse 2012 - Tous droits réservés. -  INP Communication