Academic literature on the topic 'Revêtement microstructuré'

Les tôles d'acier galvanisées au trempé sont largement utilisées dans l'industrie automobile. Au cours des phases d'emboutissage, on constate parfois des pertes de revêtement de zinc qui, si elles n'ont pas d'incidences sur la protection cathodique du substrat ferritique, polluent les presses dont le nettoyage est long et coûteux. Au cours de ce travail, nous avons cherché à identifier les modes de déformation et d'endommagement qui sont préalables à toute perte de revêtement. Les revêtements étudiés sont composés d'une couche de zinc monocristalline dans son épaisseur. Trois types de revêtements ont été étudiés: ils se différencient uniquement par leur microstructure. Le premier revêtement possède de gros grains ou grains "crêpes" qui ont une taille de 600"micro"m dans le plan de la tôle pour une épaisseur de 10"micro"m. Le second revêtement est identique au premier mais avec de nombreuses petites macles introduites par l'opération de skin-pass (un laminage de faible amplitude sur la tôle déjà revêtue). Le troisième revêtement étudié possède des petits grains, toujours monocristallins dans l'épaisseur, mais avec une taille dans le plan de la tôle réduite à 40"micro"m. Ce dernier revêtement a été obtenu a l'aide d'un traitement thermique de recristallisation pratiqué après le skin-pass. En plus de ces trois revêtements, on a étudié la déformation d'un zinc massif de composition identique à celle des revêtements. Les modes de déformation ont été systématiquemement analysés pour ces trois revêtements et ce pour des sollicitations de traction simple, de traction large et d'expansion équibiaxiale. Cette analyse repose sur une utilisation conjointe de l'EBSD (diffraction des électrons rétrodiffusés) et des moyens classiques de microscopie. Les résultats obtenus sont comparés avec ceux observés sur le zinc massif. Tandis que celui-ci se déforme par glissement basal, comme nous l'enseigne la bibliographie, les revêtements activent de nombreux systèmes de déformation et se déforment essentiellement par glissements non-basals et par maclage. On montre que ce résultat surprenant n'est pas uniquement dû à la texture fortement basale des revêtements. A l'aide de modélisations multicristallines par éléments finis prenant en compte la microstructure des revêtements, on explique en particulier comment la présence du substrat implique l'activation de nombreux modes de déformation. L'effet de la multiaxialité du chargement est également étudié.

Les revêtements multiphasés ZnAl(Mg) se caractérisent par une microstructure et une chimie de surface très différentes de celles des revêtements traditionnels de zinc pur. La réactivité de ces surfaces est par conséquent différente de celle avec l'acier galvanisé et la compatibilité avec les traitements de surface nécessairement impactée. Ce constat est à l’origine de cette proposition de thèse qui, tout en développant des compétences robustes sur la thématique des traitements de surface sur revêtements multiphasés, permettra d’améliorer notre connaissance des mécanismes mis en jeu lors de la déposition et corrosion des traitements de surface sur différents supports à base de ZnAlMg
Multiphase ZnAlMg coatings are characterized by a particular microstructure and surface chemistry compared to traditional pure zinc coatings. Its surface reactivity is different from pure zinc ones as well as its compatibility with common conversion coatings. The aim of this PhD is to develop a strong knowledge regarding conversion coatings through the comprehension of the deposition and corrosion mechanisms of conversion coatings on various ZnAlMg surfaces

Dans le but d’évaluer la performance et de comprendre les mécanismes d'usure, à haute température, de matériaux céramiques, de compositions chimiques différentes (Al2O3, base ZrO2, mullite), à différentes échelles de structure (finement structuré, microstructuré et submillimétrique) et de configurations différentes (monocouche, bicouche et en volume), des revêtements céramiques ont été réalisés par projection plasma à pression atmosphérique sur un substrat céramique silico-alumineux. Les revêtements d’Al2O3, de ZrO2-Al2O3 et de ZrO2- Y2O3 correspondant à la configuration monocouche ont été élaborés avec deux échelles de structure : finement structurée et microstructurée. Tandis que les revêtements de mullite/Al2O3, mullite/ ZrO2-Al2O3 et mullite/ ZrO2-Y2O3 correspondant à la configuration bicouche, ont été réalisés avec la couche supérieure (top coat) de mullite microstructurée sur les sous-couches (bond coat) finement structurés et microstructurés. Les revêtements ont été comparés à des réfractaires électrofondus d’Al2O3 et d’AZS correspondant à la configuration en volume à l’échelle submillimétrique, utilisés comme références en raison de leur grande résistance à l’usure à haute température dans les industries de fabrication du verre et des ciments. Tous les matériaux céramiques ont été exposés à des conditions d’usure par contact glissant (5 N, 20000 tours et 0,10 m.s-1) avec un tribomètre de type bille sur disque à des températures de 25, 500, 750 et 1000 °C. Les résultats indiquent que l’usure des revêtements d’Al2O3, de ZrO2- Al2O3 et de ZrO2-Y2O3 à 25 et 1000 °C est due à une déformation ductile, avec des taux d’usure respectifs de l’ordre de 10-4-10-6 et 10-4-10-5 mm3.N-1.m-1, tandis qu’à 500 et 750 °C l’usure se fait par déformation fragile avec des taux d’usure de l’ordre de 10-3-10-4 mm3.N-1.m-1 pour les deux températures. La résistance à l’usure a été trouvée légèrement supérieure dans les revêtements finement structurés principalement en raison de la ténacité plus élevée. Pour les deux réfractaires électrofondus en volume à échelle submillimétrique, l’usure par déformation ductile est prépondérante à 1000 °C, avec des taux d’usure de l’ordre de 10-4 mm3.N-1.m-1. Pour les systèmes bicouches de mullite, l’usure par déformation fragile a été observée à toutes les températures évaluées, avec des taux d’usure de l’ordre de 10-3-10-4 mm3.N-1.m-1, sans montrer aucune amélioration du fait de la présence d’une sous-couche céramique. En cherchant des solutions plus économiques et pour d’autres applications, le comportement tribologique à haute température a également été étudié sur des revêtements d’Al2O3 finement structurés et microstructurés, réalisés par projection à la flamme oxyacétylénique, plus économique que la projection plasma, ainsi que sur les mêmes revêtements d’Al2O3 réalisés par projection plasma sur un substrat métallique d’Inconel 718, couramment utilisé dans les industries spatiale et aéronautique. Dans les deux cas, les résultats étaient similaires à ceux obtenus par projection plasma sur un substrat réfractaire
In order to evaluate and to understand the wear performance and mechanisms at high temperatures that take place when different chemical compositions (Al2O3, ZrO2, mullite), scales (finely structured, microstructured and submillimetric) and configurations (single layer, bilayer and volume) interact, atmospheric plasma sprayed coatings manufactured on a silicoaluminous ceramic substrate were used. The Al2O3, ZrO2-Al2O3 and ZrO2-Y2O3 coatings correspond to the monolayer configuration, as well as the finely and microstructured scales, while the Mullite/Al2O3, Mullite/ ZrO2-Al2O3 and of Mullite/ ZrO2-Y2O3 correspond to the bilayer configuration, where the outer mullite layer is microstructured and the sub-layers can correspond to finely and microstructured scales. In the same way, the Al2O3 and AZS commercial refractories correspond to the volume configuration and the submillimeter scale, taking into account that these have also been used as references because of the high resistance to wear that they show in glass and cement industries. Subsequently, these ceramic materials were subjected to sliding contact wear conditions (5 N, 20000 rpm and 0,10 ms-1) with a ball on disk tribometer at temperatures of: 25, 500, 750 and 1000 °C. The results indicate that the wear of the Al2O3, ZrO2-Al2O3 and ZrO2-Y2O3 coatings at 25 and 1000 ° C was by ductile deformation, showing wear rates of the order of 10-4-10- 6 and 10-4-10-5 mm3.N-1.m-1 respectively, while at 500 and 750 °C was by brittle deformation with wear rates of the order of 10-3-10-4 mm3.N-1.m-1 for both temperatures, finding a slightly higher wear resistance in finely structured coatings due primarily to toughness. Regarding the two electro-melted volume refractories at submillimetric scale, they showed wear by ductile deformation only at 1000 °C, showing wear rates of the order of 10-4 mm3.N-1.m-1. On the other hand, the mullite bilayer systems showed wear by brittle deformation at all evaluated temperatures, with wear rates of the order of 10-3-10-4 mm3.N-1.m-1, without showing any improvement at all because of the presence of the sub-layers. Finally, aiming to seek more economical options, as well as to give other applications to the materials studied, it has also been determined the influence on wear at high temperature of Al2O3 coatings, finely and microstructured, manufactured by the chep technique of oxy-flame spraying, as well as the same Al2O3 coatings manufactured by plasma spraying on a metallic substrate of Inconel 718, which is used by the space and aerospace industries, obtaining for both cases comparable and similar results to all those obtained previously
Con el fin de evaluar el desempeño y comprender los mecanismos de desgaste de materiales cerámicos que se producen a alta temperatura cuando diferentes composiciones químicas (Al2O3, base ZrO2, mullita), diferentes escalas de estructura (finamente estructurado, microestructurado y submilimétrico) y diferentes configuraciones (mono-capa, bi-capa y en volumen) interactúan, fueron realizados recubrimientos cerámicos por proyección térmica de plasma sobre un sustrato cerámico silico-aluminoso. Los recubrimientos de Al2O3, ZrO2-Al2O3 y ZrO2-Y2O3 corresponden con la configuración mono-capa y con las escalas finamente estructurada y microestructurada. Mientras que los recubrimientos de mullita/Al2O3, mullita/ ZrO2-Al2O3 y mullita/ ZrO2-Y2O3 corresponden con la configuración bi-capa, donde la capa superior de los recubrimientos es de mullita microstructurada y las subcapas pueden ser finamente estructuradas y microestructuradas. Dichos recubrimientos fueron comparados con refractarios electrofundidos de Al2O3 y AZS correspondientes con la configuración en volumen y con la escala submilimétrica, los cuales también fueron utilizados como referencias debido a sus altas resistencias al desgaste a altas temperaturas en industrias tales como: la del vidrio y el cemento. Todos los materiales cerámicos fueron sometidos a condiciones de desgaste por contacto deslizante (5 N, 20000 vueltas y 0,10 m.s-1) con un tribómetro de tipo bola-disco a temperaturas de 25, 500, 750 y 1000 °C. Los resultados indican que el desgaste en los recubrimientos de Al2O3 y base ZrO2 a 25 y 1000 °C fue por deformación dúctil, con tasas de desgaste de 10-4-10-6 et 10-4-10-5 mm3.N-1.m-1 respectivamente, mientras que a 500 y 750 °C el desgaste fue por deformación frágil con tasas de desgaste del orden de 10-3-10-4 mm3.N- 1.m-1 para ambas temperaturas y ambos materiales. La resistencia al desgaste en los recubrimientos finamente estructurados fue ligeramente superior debido principalmente a la mayor tenacidad tenacidad a la fractura. Para los dos refractarios electrofundidos en volumen a escala submilimétrica, el desgaste por deformación dúctil fue detectado solo a 1000 °C, con tasas de desgaste del orden de 10-4 mm3.N-1.m-1. Para los sistemas bi-capa de mullita, el desgaste por deformación frágil se observó a todas las temperaturas evaluadas, con tasas de desgaste del orden de 10-3-10-4 mm3.N-1.m-1, sin mostrar ninguna mejora debido a la presencia de una subcapa cerámica. Finalmente, en aras de buscar tanto soluciones más económicas como otras aplicaciones, el comportamiento tribológico a alta temperatura se estudió también en recubrimientos de Al2O3 finamente estructurados y microestructurados, realizados mediante proyección térmica de llama oxiacetilénica, más económica que la proyección de plasma, así como sobre los mismos recubrimientos de Al2O3 realizados mediante proyección de plasma sobre un sustrato metálico de Inconel 718, utilizado comúnmente en las industrias espacial y aeronáutica. En ambos casos, los resultados fueron similares a los obtenidos por plasma o por sustrato refractario

Nous présentons une étude sur l'élaboration et sur la résistance a l'usure de revêtements composites à matrice métallique (base Ni). On réalise des couches épaisses de rechargement à l'aide d'un jet de poudre de particules de WC de granulométrie contrôlée, formé par une buse originale, coaxiale au faisceau laser assurant la fusion du liant et superficielle du substrat métallique. Les surfaces ainsi rechargées sont rectifiées avant utilisation. On étudie d'abord le jet de gaz de transport avec et sans poudre afin d'optimiser le procédé, notamment en matière de rendement de poudre déposée. Une analyse, en fonction des paramètres du traitement, des épaisseurs du cordon de rechargement, du substrat refondu et de sa zone affectée thermiquement, aboutit à la réalisation de revêtements à faible taux de dilution. On montre qu'on minimise ainsi la dissolution des carbures dans la matrice et réduit au maximum le danger de modification des propriétés mécaniques des matériaux de départ. La dureté de ces revêtements composites est établie par rayure. Cette dureté sclérométrique, Hs, augmente nettement, à granulométrie constante, avec le taux du renfort. À taux de renfort constant l'incidence de la granulométrie est apparemment faible et conduit à des hétérogénéités locales importantes. Dans une seconde partie, on caractérise, en fonction de la taille (50micromètres - 210micromètres) et de la fraction massique (0% - 65%) des carbures, le comportement tribologique des revêtements en érosion sous l'effet d'un jet de grenaille et en usure de type pion/disque : - en érosion on optimise la résistance à l'usure en augmentant la fraction massique des carbures et/ou en diminuant la granulométrie. Ces variations découlent respectivement d'augmentation de Hs et de la ténacité globale du composite. - En configuration pion/disque et à faible température de contact, la résistance à l'usure suit une loi d'Archard et augmente avec Hs (donc également avec la fraction massique en renfort). Par contre, l'augmentation de la taille des carbures a ici un effet bénéfique, attribué à l'affaiblissement relatif de la composante d'usure abrasive imputable à la présence de débris dans le contact. À température de contact élevée, le meilleur comportement des composites à liant d'Inconel, est attribué à la meilleure dureté à chaud de ce superalliage.

En vue d'améliorer la résistance à la fissuration, un nouveau type de laminage est exploré pour le zinc massif et les tôles revêtues de zinc. Il s'agit du laminage asymétrique et du skin-pass asymétrique. Ce type de laminage change nettement la texture du zncuti alors que dans le cas du revêtement de galvanisation la texture est peu modifiée. Ceci s'explique par le fait que le taux de réduction est important dans le laminage (de l'ordre de 50 %) alors qu'il est faible dans le skin-pass (de l'ordre de 2 %). Dans cette partie les résultats obtenus par l'utilisation simultanée du modèle de taylor pour la prédiction des textures, associe au modèle de ligne de courant, sont comparés aux résultats expérimentaux. Le suivi de l'évolution de texture au cours de la déformation permet de valider à posteriori les diverses hypothèses avancées dans les modèles de plasticité. Dans la dernière partie, l'étude des caractéristiques des joints de grains, notamment les désorientations à travers le joint, complète l'étude des mécanismes mis en jeu lors de la déformation plastique et de la fissuration, de façon à préciser le rôle de la texture (orientation des grains déterminant la fissuration intragranulaire ou clivage) et des caractéristiques des joints de grains (désorientations déterminant la fissuration intergranulaire). Cette étude est réalisée dans le revêtement de zinc afin de corréler la fissuration avec les orientations et désorientations de grains
In order to improve the cracking resistance, a new rolling process is explored for bulk zinc sheets and galvanized zinc sheets. It deals with asymmetrical rolling and asymmetrical skin-pass rolling. This type of rolling clearly changes dramatically the texture of zncuti whereas in the case of galvanized coating the texture is modified to a slight extent only. This is explained by the fact that the reduction ratio is large in rolling (ranging about 50%) whereas it is small in the skin-pass rolling (ranging about 2%). In this part results obtained by the simultaneous use of the taylor model for the prediction of textures, associated to the flow line model, are compared to the experimental results. The follow-up of the texture evolution during the deformation makes it possible to validate a posteriori the various assumptions made in the models of plasticity. In the last part, the study of the grain boundaries characteristics, in particular the misorientation through the grain boundary, completes the study of the mechanisms involved in the plastic deformation and cracking, in order to specify the role of the texture (intragranular cracking or cleavage are determined by grains orientation) and the grain boundaries characteristics (misorientation across grain boundary determining intergranular cracking). This study is carried out on zinc coatings in order to correlate cracking behaviors to the orientations and misorientations of grains

Afin de pallier les faiblesses des composites face à l’oxydation à très haute température (> 2000 °C) dans le domaine aérospatial, une solution est de les protéger par un revêtement. La solution proposée au cours de cette étude consiste à mettre en forme ce revêtement par projection plasma. Après une étude bibliographique, une composition adaptée à la protection anti-oxydation a été retenue. Celle-ci est constituée d’un matériau ultra-réfractaire le ZrB2, auquel du SiC est ajouté. Un additif a également été sélectionné, l’oxyde de terre-rare Y2O3. Ces revêtements ont été développés via le procédé de projection plasma sur des substrats en composites. Une attention particulière a été portée sur la réalisation de dépôts aux microstructures variées, afin de pouvoir évaluer l’influence de celle-ci sur les propriétés à très haute température. En effet, les revêtements ainsi réalisés ont pu être testés dans des conditions très sévères, à des températures supérieures à 2200 °C sous un flux gazeux comportant des espèces dissociées (O, OH…). Les résultats ont permis de discriminer les microstructures et les compositions les plus prometteuses au vu des applications visées
In order to overcome composite weakness against oxidation at very high temperature (> 2000 °C), a solution would be to coat them, which can be done potentially by plasma spraying. After a bibliographic study, a specific composition has been chosen: ZrB2-SiC. A potential additive, Y2O3, also has been selected. These coatings were developed by plasma spraying directly on composite substrates. A particular attention was given to the microstructure of the coatings, different kinds were prepared in order to look for its influence on the high temperature properties. Indeed, these coatings were tested under temperature higher than 2200 °C and a very oxidative and corrosive atmosphere. Results allowed distinguishing the most promising compositions and microstructure considering applications in the aerospace field

Ce travail de thèse porte sur l’étude et la mise en évidence de relations microstructure-propriétés dans des revêtements modèles à base époxy représentatifs de peinture anticorrosion. Ces relations sont établies aussi bien à l’état initial que lors de vieillissements hygrothermiques. Cette étude a tout d’abord consisté à caractériser les propriétés physico-chimiques et mécaniques du système stœchiométrique DGEBA/DAMP totalement réticulé. Ces propriétés ont été comparées à celles du système DGEBA/TETA et ont permis de montrer la forte influence de la microstructure sur ces propriétés initiales. Des vieillissements hygrothermiques cycliques à différentes températures sur films libres ont été effectués pour mesurer l’impact de la microstructure sur la durabilité des systèmes époxy. Ces travaux ont pu montrer l’influence des interactions eau-polymère dans les phénomènes de diffusion. De plus, les évolutions de certaines propriétés physico-chimiques et mécaniques ont pu être caractérisées à l’aide de la DMA (mors submersibles), lors des différentes étapes de sorption-désorption. Un comportement pseudo-fickien a pu être mis en évidence lors de la première sorption, suivi d’un comportement fickien lors des autres étapes. Les causes inhérentes à cette évolution ont pu être avancées, en mettant en jeu des réorganisations microstructurales des systèmes époxy étudiés. D’autres vieillissements hygrothermiques ont été réalisés à l’aide de la SIE sur des revêtements pour étudier l’effet de l’interface revêtement/substrat acier sur les phénomènes de diffusion, notamment le rôle des contraintes résiduelles. L’influence de la contrainte visco-élastique sur les phénomènes de prise en eau des revêtements a finalement été étudiée
This work highlights the microstructure-properties relations inside representative epoxy based model coatings for anticorrosion paints. These relations have been established for the initial state as well as the hygrothermal ageing. First, we characterised physico-chemical and mechanical properties of the totally crosslinked DGEBA/DAMP stoichiometric system. These properties have been compared to the DGEBA/TETA system and they showed the strong influence of the microstructure on these initial properties. Cyclic hygrothermal ageing have been completed at different temperatures on free films, in order to measure the impact of the microstructure on the durability of epoxy systems. This work has shown the influence of the water-polymer interactions on diffusion phenomena. Moreover, the evolutions of several physico-chemical and mechanical properties have been characterised using DMA (submersible clamps), during different sorption-desorption steps. A pseudo-fickian behaviour has been evidenced during the first sorption, and it was followed by a fickian behaviour for all other steps. The inherent causes of this evolution have been proposed, by considering microstructural reorganisations of the studied epoxy systems. Other hygrothermal ageing have been carried out using EIS on coatings, in order to study the effects of the coating/steel substrate interface on diffusion phenomena, especially the role of residual stresses. We finally studied the influence of the visco-elastic stress on the coating water intake phenomena

Une nouvelle génération de revêtements à structure nanométrique a été déposée par pulvérisation cathodique magnétron et par évaporation à arc sur un acier à outil de type M2, puis le comportement des pièces vis à vis de l'usure et de la corrosion (sèche et humide) a été évalué. Ces dépôts sont composés soit d'une structure multicouche TiN/CrN, caractérisée par une épaisseur de quelques nanomètres des strates (2D), soit d'une dispersion de nano-grains de TiN dans une matrice de nitrure de Bore amorphe (3D). L'ensemble des investigations entreprises démontrent la suprématie des revêtements 2D comparativement aux dépôts monocouches TiN ou CrN. L'amélioration des propriétés tribologiques par l'emploi d'une structure stratifiée est manifeste et expliquée par une répartition favorable des contraintes au sein des couches, gênant la propagation des fissures engendrées lors du frottement. Du point de vue des propriétés réfractaires, la très bonne résistance à l'oxydation a été attribuée à la présence de CrN, chromine formeur, au sein du dépôt. La couche d'oxyde de chrome dense qui se forme réduit considérablement la cinétique d'oxydation et augmente ainsi la durabilité des pièces revêtues. Enfin, les essais de corrosion aqueuse ont montré la nécessité de contrôler la nature de la dernière couche déposée, en contact avec le milieu agressif environnant. Pour le système TiN/CrN, une couche externe en nitrure de chrome est requise pour obtenir les meilleures propriétés. Ce résultat expérimental original est sous-tendu par le caractère passivable de CrN qui conduit à la formation d'un oxyde semiconducteur de type-p et ainsi à une modification des propriétés électroniques superficielles du revêtement 2D, ralentissant le processus de corrosion. Dans les conditions expérimentales sévères choisies, les dépôts nanocomposites TiBN, en dépit d'une dureté très élevée, n'améliorent pas les propriétés physico-chimiques ou tribologiques, comparativement à TiN monocouche
New nanostructured coatings were deposited by magnetron sputtering as well as cathodic arc evaporation on M2 tool steel and their ability to protect this substrate against corrosion and wear has been evaluated. These deposits are either TiN/CrN multilayer coatings with nano-scaled successive layers (2D), or nanocomposite deposits formed by the dispersion of TiN nano-crystallites into an amorphous BN matrix (3D). The experiments show the efficiency of using 2D coatings compared to monolayered TiN and CrN ones. From a tribological point of view, a great increase of the wear resistance is observed, which is modelled on the basis of a different residual stress repartition in the stratified structure. From a refractory properties point of view, the better oxidation resistance is explained by the formation of Cr2O3, reducing drastically the oxidation kinetic. Concerning the aqueous corrosion, it has been underlined the importance of depositing an outer CrN layer on the coating surface, which optimises the corrosion protection, through the formation of a passive oxide film of p-type semiconducting properties, lowering the corrosion rate. In the chosen severe experimental conditions, no significant differences between TiN and the nanocomposite TiBN coating has been

Les objectifs de notre travail sont d'abord d'améliorer la description de la microstructure de nos revêtements et d'étudier leur perméabilité en les associant à leurs propriétés anticorroston. Nous chercherons également à valider des moyens de suivi de ces propriétés au cours de vieillissements accélérés, en vue de leur utilisation pour l'évaluation de leur durabilité. Ce travail expérimental est mené, à la fois, sur un revêtement modèle et sur un primaire anticorrosion. Tout deux comportent le même liant polymère DGCBA-Polyamidoamine. Le système modèle comporte comme charge le kaolin. Les différentes techniques utilisées nous ont permis de rendre compte de l'influence des pigments et des charges sur la microstructure. Pour de faibles CPY. Nous avons pu mettre en évidence la présence d'interphases due à l'immobilisation des chaînes macromoléculaires à la surface des charges. La concentration en groupes hydrophiles et la concentration pigmentaire volumique contrôlent, en grande partie, la perméabilité du liant polymère, ainsi que son niveau de plastification. Les contraintes h>grothermiques cycliques induisent une perte des propriétés barrières et d'adhérence plus rapide que sous l'effet des seules contraintes thermiques. Cette évolution a été attribuée, d'une part, à la succession de phases de séchage et d'absorption d'eau et. D'autre part, à la délamination. La multiplication du nombre d'interfaces charges/matrice induit, également, une plus grande altération des propriétés barrières. Au vu de ces résultats, les critères reliés au niveau de perméabilité (Rp, ip), au degré de plastification et d'accumulation d'eau à l'interface métallique (Tg,/. ) peuvent être retenus
The aim of this work is, firstly, to improve coatings microstructure description and to study their permeabilin. The second aim is to search expérimental protocols to evaluate thèse propertîes along accelerated aging. A modei coaring and an anticorrosion primer are studied. Both are based on thé same polymer bînder DGKBA-Polyamidoamide, Filkr and pigment influence on coating microstructure hâve been evidenced by différent characterisation methods. For weak CPV values, thé présence of interphases was shown. One conséquence is thé àecrease of thé crosslink density and thé fraction of free volume. The hydrophilic group concentration and thé CPV mainly control thé binder polymer permeability, and ils degree of plasticization. Moreover, thé degree of permeability and thé thickness directly influence thé barrier properties characterized by thé évolution of thé rvres résistance Rp. Hygrothermal stresses induce a faster decreasc of thé barrier and adhésion properties than •J-. E one due to only thermal stresses. This évolution was attributed to thé cycling of drying and water absorption phases, and then to délamination. The growing of filler/matrix interface number also promîtes thé détérioration of thé barrier properties. However. Adhésion, evalualed by pull off test is less affected by relative humidiry and température variations when filler and pigment are add to thé organic coating. On thé base of thèse resulis. Some criteria may be used to evaluate thé performance or thé durability of a coating. We can adopl those are lînked to i~e degree of permeability (Rp, tp). Thé degree of plasticization and thé clusteringof water molécules at thé métal interface (Tg,/. ,)

Le remplacement des alliages durs à base cobalt par des alliages à base fer suscite un intérêt croissant pour la protection anti-usure des pièces métalliques fonctionnant dans le circuit primaire d’une centrale nucléaire. Dans le cadre de cette thèse, une étude métallurgique détaillée a été effectuée sur des dépôts épais en Norem 02™ élaborés par le procédé de projection laser.Un affinement significatif de la microstructure du Norem 02™ a été obtenu après optimisation des paramètres du procédé (puissance laser, vitesse de balayage et débit de poudre), par rapport à un procédé concurrent par Plasma à Arc Transféré. Les essais tribologiques montrent que l’amélioration de la microstructure n’empêche cependant pas l’apparition du grippage à 300°C.La deuxième partie de cette étude a été consacrée à l’amélioration du Norem 02™ avec ajout de différents éléments chimiques. Le choix de ces ajouts adéquats a été validé grâce aux tests de frottement réalisés sur des échantillons en Norem 02™ modifié, sous haute contrainte mécanique (1 GPa) et à haute température (300°C). Parmi une dizaine d’éléments d’ajouts testés, l’ajout de titane a permis une transformation complète de la microstructure du Norem 02™. Cette transformation métallurgique a amélioré son comportement tribologique avec un faible coefficient de frottement (<0.3) à 300°C.L’origine de cette amélioration du comportement mécanique du Norem 02-Ti a été étudiée et expliquée par différentes analyses microstructurales (MO, MEB, EDS, EBSD) ainsi que des essais de traction sur des éprouvettes extraites des revêtements épais
This study aims to substitute the cobalt-based hardfacing alloys with iron-based hardfacing alloys to protect mechanical parts operating in the primary circuit of a pressurized water reactor (PWR)Firstly, a detailed metallurgical study was carried out to characterize a thick deposit on Norem 02™ produced by the laser process (Direct Metal Deposition - DMD). Compared with a classical PTA process, a microstructure refinement was achieved after an optimization of process parameters (laser power, scanning speed and powder flow-rate). However, wear tests show that the improvement of the microstructure does not prevent the occurrence of galling at 300 ° C.The second part of this study is dedicated to Norem 02™ improvement with the addition of various chemical elements. The appropriate additions to this application have been validated by wear tests under high mechanical stress (1 GPa) and at high temperature (300°C). Among a dozen samples of modified Norem 02 ™, the addition of titanium was shown to provide a complete transformation of the initial Norem 02™’s microstructure. This metallurgical transformation improved its tribological behavior with a low friction coefficient (<0.3) obtained at 300 °C.Last, the origin of the mechanical behavior improvement of Norem 02-Ti was studied and explained by microstructural analysis (MO, MEB, EDS, EBSD) and tensile tests on specimens extracted from thick coatings