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MASTER 01 IMS Blida le 30. 01. 2019 Ingénierie des surfaces : Correction de l’e

MASTER 01 IMS Blida le 30. 01. 2019 Ingénierie des surfaces : Correction de l’examen Final 2018/2019 A. Réponses des Questions (12 Pts) 1. Citez sans explication les propriétés qui définissent un état de surface 1 Pt  Propriétés physicochimiques  Propriétés mécaniques  Propriétés topographiques ou micro-géométriques. 2. Expliquez brièvement la différence entre la rugosité et les défauts d’ondulation 1.5 Pts La rugosité est une grandeur caractérisant un état de surface. Plus particulièrement, il s'agit d'une mesure des défauts d’ordre 03 et d’ordre 04 de tailles caractéristiques inférieures à 0,5 mm. Les défauts d’ondulation sont définis par les défauts de 2ème ordre dont le pas d’ondulation se situe entre 0,5 et 2.5 mm. 3. Citez sans explication les différentes techniques (avec leurs instruments) utilisées dans la mesure des états de surface. Expliquez en bref une de ces méthodes. 2Pts Méthode de comparaison viso-tactile : Étalons (RUGOTEST) Méthodes mécaniques : profilomètre mécanique Microscopie à forme atomique : Microscope à forme atomique (AFM) Méthodes optiques : microscopes confocals en lumière blanche et microscopes confocals laser Méthodes mécanique : ce sont des méthodes de mesure avec contact utilisant un profilomètre mécanique dans lequel un stylet (palpeur) terminé par une pointe pyramidale en diamant avec une extrémité sphérique de rayon de 2 à 10 µm de diamètre se déplace sur la surface à mesurer avec une vitesse d’ordre de 0.3 à 0.5 mm/s. Le stylet est maintenu à la surface avec l’application d’un effort normal (sur le stylet) de l’ordre de quelques milli-newton pour assurer un contact permanent entre le palpeur et la surface à mesurer. 4. Que représentent les paramètres : Pv, AW, Rz, WSm. Expliquez comment calculé Rz 1.5 Pts Pv : Hauteur maximal de saillie du profil primaire AW : Pas moyen du profil d’ondulation Rz : Rugosité totale moyenne WSm : Largeur moyenne des éléments du profil d’ondulation. Rz est calculée par la moyenne des Zi sur une longueur d'évaluation qui égale à 5 x la longueur de base. Avec, Zi c’est la somme de la plus grande hauteur de saillie Rp et la plus grande profondeur de creux Rv du profil sur une longueur de base Zi = Rpi +Rvi, i= 1 à 5 5. Définir la mouillabilité et citez ses applications, expliquez sa relation avec l’énergie de surface et l’angle de contact 2 Pts La mouillabilité exprime la facilité avec laquelle un liquide peut s'étaler sur une surface solide. Une bonne mouillabilité permet la pénétration capillaire du liquide en cas de brasage et du collage par exemple, c’est le cas de la plus part des métaux, à l’opposé, une faible mouillabilité limite l’adhésion. Plus l'énergie de surface d'un solide est grande, plus sa mouillabilité est grande. Selon l’angle de contact on peut citer :  Mouillabilité totale (θ=0°),  Bonne mouillabilité (θ<90°)  Faible mouillabilité θ > 90°  Mouillabilité nulle (θ=180°), 6. Quelle est la différence entre l’adsorption et l’absorption. 1.5 Pts L’adsorption et l’absorption sont des phénomènes physiques et chimiques de surface. Dans l’adsorption des substances (atomes, molécules ou ions) se fixent sur une surface solide sans se pénétrer dans le volume, ces substances peuvent se détacher, l’adsorption est un phénomène réversible. Alors que, dans l’absorption ces substances pénètrent dans la surface du solide en profondeur dans le volume, les substances absorbées sont maintenues, ainsi l’adsorption est un phénomène irréversible. B. Cocher par Vrai ou Faux (4 Pts) : réponse juste + 0.5, réponse fausse -0.25 1. L’état de surface produite par le sablage et plus fine que celle produite par la rectification. F 2. La surface de contact réelle est beaucoup plus grande que la surface apparente de contact. F 3. La largeur moyenne des éléments du profil RSm est mesurée dans une longueur d’évaluation F 4. Les traitements superficiels ont pour but d’introduire des contraintes de compression V 5. Les contraintes résiduelles du troisième ordre sont dues à la différence d’orientation cristalline entre des grains voisins.F 6. Les contraintes résiduelles du deuxième ordre provoquent des déformations macroscopiques de la pièce. F 7. Dans la microscopie à forces atomique, l’organe de mesure d’état de surface est une pointe en titane.F 8. Avec un profilomètre mécanique on peut mesurer des surfaces de forte rugosité qui ne peuvent pas être mesuré par les méthodes optiques. V Partie C : Exercices (5 Pts) 1. a) Voir le cours 1 Pt b) La longueur portante des surfaces A et B (Mln(A) et Ml(B)), si la longueur d’évaluation est égale à 40 mm et Rmr(c)A = 65% et Rmr(c)B = 90%, (MlnA/40) * 100= 65 donc MlnA = 26 mm et (MlnB/40) *100 = 90 donc MLnB = 36 mm (1.5 Pt) c) La surface qui présente une faible rugosité (moins de pics) c’est la surface qui présente le max. Rmr(c) ou max. MLn, c’est la surface B (0.5 Pt) 2. a) Les zones 1, 2et 3 .(1.5 Pts) 1. ZONE DE RODAGE 2. Zone de fonctionnement 3. Zone de lubrification b. ) En comparant les deux courbes, en constate que la courbe chute lentement pour C alors que la courbe chute rapidement dans D, ce qui indique que la surface C présente une meilleure résistance à l’usure. (0.5 Pt) uploads/s3/ ingenieris-des-surfaces-examen-final-master-01-ims-2018-2019-correction.pdf