Analyse microstructurale et tribologique de deux types de dépôts en acier inoxydable 18/8 et en molybdène obtenus par projection thermique

¹ Laboratoire de mécanique, Matériaux et Energétique, Faculté de technologie, Université de Béjaia, Route de targua Ouzemour, 06000 Béjaia, Algérie
e-mail: mokbrad@yahoo.fr
² Laboratoire de Mécanique, Département de Génie mécanique, Institut Sciences et Technique, Université de Khenchela, Algérie
e-mail: ymouadji@yahoo.fr

Received: 17 May 2013
Accepted: 6 December 2013

Abstract

The aim of this work is to produce metallic coatings onto a steel substrate type E335 in order to hardening and improving the tribological properties of contact surfaces. In this study, two different coatings of stainless steel 18/8 and molybdenum realized with and without bond coat in Ni-Al were sprayed using a thermal flame spray technique. The microstructures of the two deposits are obtained using an optical microscope (OM), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS). Measures microhardness under a load of 200 g, are performed on the polished surfaces of these two types of deposits. The wear and the determination of the coefficients of friction of the two deposits tests were performed in dry conditions. A pin on disc configuration on a tribometer type TE 91 was used with different normal loads and a sliding speed of 0.5 m/s. The results showed that the microstructures obtained by OM and SEM of stainless steel present a dense and compact microstructure. It contains a low porosity and unmelted particles in comparison with the coatings of Mo. In addition, it was found that the spray-coated stainless steel 18/8 exhibited higher microhardness, higher wear resistance and significantly low friction coefficient in comparison with those of Mo coatings.

Résumé

L’objectif de ce travail est de réaliser des revêtements métalliques sur un substrat en acier d’usage général de nuance E335 par le biais de la technique de projection thermique à arc électrique devant conduire à un durcissement superficiel tout en améliorant les propriétés tribologiques. Dans la présente étude, les dépôts métalliques déposés concernent l’acier inoxydable 18/8 et le molybdèneréalisés avec et sans sous couche d’accrochage en Ni-Al. Les microstructures des deux dépôts sont observées en utilisant le microscope optique (MO), le microscope électronique à balayage (MEB) ainsi que la microanalyse aux rayons X (EDAX). Des mesures de microduretés, sous une charge de 200 g, sont effectuées sur les surfaces polies de ces deux types de dépôts. Les essais d’usure et la détermination des coefficients de frottement des deux dépôts ont été réalisés à sec dans une configuration pion stationnaire-cylindre rotatif à l’aide d’un tribomètre type TE 91 à différentes charges avec une vitesse de glissement de 0,5 m/s en fonction du temps. Les résultats ont montré que les microstructures obtenues par MO et MEB des dépôts en acier inoxydable sont plus au moins homogènes, compactes et présentent une morphologie lamellaire classique et moins de porosités et d’oxydes que celles réalisées avec le dépôt en Mo. Ce dernier présente des microstructures hétérogènes avec un taux considérable de particules mal fondues. Aussi, la micro dureté des dépôts en acier inoxydable est plus élevée que les dépôts en Mo. Les essais tribologiques réalisés sur les dépôts d’acier inoxydable et le molybdène ont révélé que pour toutes les conditions d’essais tribologiques réalisées (4 charges pour une même vitesse de 0,5 m/s) le coefficient de frottement des dépôts d’acier inoxydable est inférieur à celui des dépôts en Mo.