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République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Sup

République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique UNIVERSITE BADJI MOKHTAR – ANNABA FACULTE DES SCIENCES ET SCIENCES DE L’INGENIEUR DEPARTEMENT DE METALLURGIE ET GENIE DES MATERIAUX Mémoire présenté en vue de l’obtention du diplôme de Magister Filière : METALLURGIE Option : RHEOLOGIE ET GENIE DES SURFACES PAR BELAHSSEN OKBA Intitulé Comportement à la corrosion électrochimique de l'acier 32CrMoV13 nitruré par procédé plasma Soutenu publiquement le : / /2008 devant la commission d’examen : Président : Pr. M. LABAIZ Professeur Université d'Annaba Rapporteur : Dr. A. DARSOUNI Maître de conférences Université d'Annaba Examinateurs : Dr. A. TOUHAMI Maître de conférences Université d'Annaba Dr. A. CHALA Maître de conférences Université de Biskra Année universitaire:2007/2008 Résumé Dans 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. Abstract In the aim to improve the mechanical properties and the corrosion resistance of the steel 32CDV13 nuance used for mechanical pieces greatly solicited in fatigue used in aeronautics and the manufacture of the cut tools and increase its performance, an ionic nitriding treatment has been realized. The increase of the nitrogen percentage conducted to the formation of a combination layer, increase a spectacular way the thickness of the diffusion layer and improve the corrosion resistance of the piece treated. With traditional techniques of analyses as the optic microscopy, the electronic microscopy to sweep, the diffraction of X-rays and the EDS, we have could determine the mechanical and métallographic properties of the layers nitrided. It has been observed, by the electro-chemical method and the one of the lost mass that the samples nitrided in the optimal conditions, present a good holding to the corrosion. اﻟﻤﻠﺨﺺ هﺪف ﺗﺤﺴﻴﻦ اﻟﺨﻮاص اﻟﻤﻴﻜﺎﻧﻴﻜﻴﺔ وﻣﻘﺎوﻣﺔ ﺗﺂآѧﻞ اﻟﻔѧﻮﻻذ ) 32 آѧﺮوم ، ﻣﻠﺒѧﺪﻳﻦ ، ﻓﻨѧﺪ ﻳѧﻮم 12 ( اﻟﻤﺴﺘﻌﻤﻞ ﻓﻲ ﺻﻨﺎﻋﺔ اﻟﻘﻄﻊ اﻟﻤﻴﻜﺎﻧﻴﻜﻴѧﺔ ذات اﻻﺳѧﺘﻌﻤﺎﻻت اﻟﻤﺘﻌﺒѧﺔ ﻓѧﻲ اﻟﻄﻴѧﺮان و أدوات اﻟﻘﻄѧﻊ و ﺗﺤﺴﻴﻦ أداﺋﻬﺎ أﺟﺮﻳﺖ ﻣﻌﺎﻟﺠﺔ اﻟﻨﺘﺮﺟﺔ اﻷﻳﻮﻧﻴﺔ . إن زﻳﺎدة اﻟﻨﺴﺒﺔ اﻟﻤﺌﻮﻳﺔ ﻟﻠﻨﺘﺮوﺟ ﻴﻦ ﺗﺆدي إﻟﻰ ﺗﺸﻜﻴﻞ ﻃﺒﻘﺔ ﻣﺮآﺒﺔ ، زﻳﺎدة ﻣﺪهѧﺸﺔ ﻓѧﻲ ﺳѧﻤﻚ ﻃﺒﻘѧﺔ اﻻﻧﺘﺸﺎر و ﺗﺤﺴﻴﻦ ﻣﻘﺎوﻣﺔ اﻟﺘﺂآﻞ ﻟﻠﻘﻄﻌﺔ اﻟﻤﻌﺎﻟﺠﺔ . ﺑﺎﻷﺳﺎﻟﻴﺐ اﻟﺘﻘﻠﻴﺪﻳﺔ ﻟﻠﺘﺤﺎﻟﻴﻞ آﺎﺳﺘﻌﻤﺎل اﻟﻤﺠﻬﺮ اﻟﺒﺼﺮيMO ، اﻟﻤﺠﻬﺮ اﻻﻟﻜﺘﺮوﻧﻲ ﻟﻠﻤѧﺴﺢ MEB ، اﻷﺷѧѧﻌﺔ اﻟѧѧﺴﻴﻨﻴﺔ DRX و ﻗﻴѧѧﺎس أﻃﻴѧѧﺎف اﻧﺘѧѧﺸﺎر اﻟﻄﺎﻗѧѧﺔ EDS ﺗﻤﻜﻨѧѧﺎ ﻣѧѧﻦ إﻳﺠѧѧﺎد اﻟﺨѧѧﻮاص اﻟﻤﻴﻜﺎﻧﻴﻜﻴﺔ و اﻟﻤﻴﻄﺎﻟﻮﻏﺮاﻓﻴﺔ ﻟﻠﻄﺒﻘﺎت اﻟﻤﻨﺘﺮﺟﺔ . آﻤﺎ ﻟﻮﺣﻆ ﺑﺎﻟﻄﺮﻳﻘﺔ اﻟﻜﻬﺮوآﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ و ﻃ ﺮﻳﻘﺔ اﻟﻜﺘﻠﺔ اﻟﻤﻔﻘﻮدة ) اﻟѧﻀﺎﺋﻌﺔ ( أن اﻟﻌﻴﻨѧﺎت اﻟﻤﻨﺘﺮﺟѧﺔ ﻓѧﻲ اﻟﺸﺮوط اﻟﻤﺜﺎﻟﻴﺔ ﻟﻬﺎ ﻣﻘﺎوﻣﺔ ﺟﻴﺪة ﺿﺪ اﻟﺘﺂآﻞ . Sommaire SOMMAIRE INTRODUCTION GENERALE … … … … … … … … … … … … … … … … … . 1 CHAPITRE I : TRAITEMENTS SUPERFICIELS DES ACIERS … … … … … ... ... . 4 Introduction … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 5 I. Traitements Thermiques … … … … … … … … … … … … … … … … . .. . 5 I.1. Trempe superficielle par induction … … … … … … … … … … … … . 6 I.2. Trempe après chauffage au chalumeau … … … … … … … … … … …. 7 I.3. Durcissement en phase solide par faisceau laser, faisceau d’électrons ou torche plasma … … … … … … … … … … … … … …. 8 I.4. Traitement de refusion superficielle sans apport de matière … … … … … 9 I.5. Traitement de refusion superficielle avec apport de matière ... … … .. … . 9 II. Traitements thermochimiques … … … … … … … … … … … … … … … . 10 II.1. Cémentation … … … … … … … … … … … … … … … … … … ... . 10 II.2. Nitruration, Carbonitruration … … … … … … … … … … … … … … 12 II.3. Oxydation … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ... 14 II.4. Autres traitements thermochimiques … … … … … … … … … … … .. 15 II.4.1. Boruration … … … … … … … … … … … … … … … … … 15 II.4.2. Chromisation … … … … … … … … … … … … … … . …. 16 III. Implantation ionique … … … … … … … … … … … … … … … … … . ... 16 IV. Dépôts de couches minces … … … … … … … … … … … … … … … ... .. 17 IV.1. Procédés CVD … … … … … … … … … … … … … … … … … …. 18 IV.2. Procédés PVD … … … … … … … … … … … … … … … … … … . 19 CHAPITRE II : PRINCIPE ET PROCEDES DES TRAITEMANTS DE NITRURATION … … … … … … … … … … … … … … … … … . 22 Introduction … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. 23 I. Principe et procédés de la nitruration … … … … … … … … … … … … … … 23 I.1. Principe … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ... ... . 23 I.2. Procédés de la nitruration … … … … … … … … … … … … ... … … . 24 I.2.1. Nitruration gazeuse … … … … … … … … … … …… … … 24 Comportement à la corrosion électrochimique de l'acier 32CrMoV13 nitruré par plasma Sommaire I.2.2. Nitruration en bain de sels … … … … … … … … … … … … 25 I.2.3. Nitruration ionique (par plasma) … … … … … … … … … ... 26 I.3. Autres techniques de nitruration … … … … … … … … … … … … …. 28 I.4. Comparaison des divers procédés … … … … … … … … … … … … ... 29 II. Mécanismes de formation des couches nitrurées … … … … … … … … … … 30 II.1. Couche de combinaison … … … … … … … … … … … … … … … … … 32 II.1.1. Le nitrure γ’ (Fe4N) …… … … … … … … … … … … … … … … .. 32 II.1.2. Le nitrure ε (Fe2-3N) … … … … … … … … … … … … … … … …. 32 II.2. Couche de diffusion … … … … … … … … … … … … … … … … … …. 33 II.2.1. La solution solide d’insertion d’azote … … … … … … … … … … ... 34 II.2.2. Précipitation des nitrures intra granulaires … … … … … … … ... … .. 34 II.3. Microstructures des couches nitrurées … … … … … … … … … … … … .. 36 III. Aciers pour nitruration … … … … … … … … … … … … … … … … . .. ... 36 III.1. Influence des éléments d’alliage … … … … … … … … … … … … … …. 37 III.2. Nuances d’aciers de nitruration … … … … … … … … … … … … … … . 38 III.2.1. Aciers Cr Al Mo … … … … … … … … … … … … … … … … …. 38 III.2.2. Aciers Cr Mo – Cr Mo V … … … … … … … … … … … … … … . 39 III.2.3. Aciers de construction nitrurables … … … … … … … … … ... … … 39 III.2.4. Aciers en développement … … … … … … … … … … … … ... … . 39 CHAPITRE III : CORROSION… … … … … … … … … … … … … … … … ... … . 40 uploads/Sante/ belahssen-okba.pdf