Effet du niobium sur la résistance à l’usure d’une fonte au chrome traitée thermiquement

Effect of niobium on wear resistance of a heat treated high chromium cast iron

¹ Unité de Recherche Appliquée en Sidérurgie Métallurgie, URASM/CSC, BP 196, Annaba, Algérie
e-mail : bkh13@yahoo.com
² Laboratoire de Fonderie, département de métallurgie et génie des matériaux, Université Badji Mokhtar, Annaba, Algérie

Reçu : 27 Septembre 2010
Accepté : 26 Mai 2011

Résumé

Les fontes au chrome sont bien connues pour leurs propriétés à l’usure. Elles sont utilisées dans les domaines miniers, cimentiers ainsi que tant d’autres. Leurs facultés de résister à l’usure sont principalement dues à leur microstructure qui est constituée d’un réseau de carbure eutectique du type M₇C₃ contenu dans une matrice austénitique ou martensitique. Plusieurs chercheurs ont exploré la possibilité d’améliorer les propriétés à l’usure de ces fontes en agissant sur la microstructure, la morphologie des composants microstructuraux ainsi que sur leur distribution. Le présent travail consiste à étudier l’effet du niobium sur le comportement à l’usure d’une fonte au chrome. Des caractérisations par microscopie optique, usure par abrasion et par frottement sont réalisées dans le but de déterminer la résistance à l’usure de cette fonte et le type de microstructure ayant été à l’origine de cette amélioration. Les résultats obtenus montrent que la fonte étudiée est une fonte à 15 % de chrome. L’addition du niobium a eu un effet sur la microstructure ainsi que sur les résistances par abrasion et par frottement des échantillons de fontes traitées. La résistance à l’usure augmente avec l’accroissement de la teneur en niobium.

Abstract

Chromium cast irons are well known for their wear properties. They are widely used in engineering practices such as mining, cement industries and many others. Their wear properties are mainly due to their microstructure which is constituted by netted M₇C₃ type eutectic carbide held in an austenitic or martensitic matrix. Several researchers investigated the possibility of improving the wear properties of these cast irons by acting on the microstructure, the morphology of the microstructural constituents as well as on their distribution. The present work consists in studying the effect of the niobium on the wear behaviour of a heat treated chromium cast iron. Characterizations by optical microscopy, abrasion and friction tests are realized in order to establish the wear resistance of this cast iron and also the type of microstructure having been at the origin of this improvement. The obtained results show that the studied material is a 15% chromium white cast iron. Niobium addition had an effect on the microstructure as well as on the abrasion and friction resistances of the heat treated high chromium white cast iron samples. The wear resistance increases with the increase of the niobium content.