Soudage par explosion thermique sous charge de cermets poreux à base de TiC-Ni sur substrat en acier-comportement tribologique

Welding of porous TiC–Ni based cermets on substrate steel by thermal explosion under load-tribological behaviour

Département et Laboratoire de Métallurgie et Génie des Matériaux, Université Badji Mokhtar Annaba, BP. 12, Annaba 23000, Algérie

Résumé

Dans ce travail, nous nous intéressons à l'élaboration de cermets à base de TiC-Ni par dispersion de particules de carbures, oxydes ou borures dans une matrice de nickel, grâce à la technique de l'explosion thermique sous une charge de 20 MPa. La combustion de mélanges actifs (Ti-C-Ni-A_n où A_n = Al₂O₃, MgO, SiC, TiB₂, WC), basée sur la réaction de synthèse de TiC (ΔH_f298K = −184 kJ/mole), génère des cermets complexes. Un court maintien sous charge du cermet à 1373 K, après l'explosion thermique, permet son soudage sur un substrat en acier XC55. Les cermets obtenus dans ces conditions demeurent poreux et conservent une porosité de l'ordre de 25–35 %. La densité relative du cermet, sa dureté et son comportement tribologique, dépendront de la nature de l'addition dans les mélanges de départ.

Abstract

Porous TiC-Ni based cermets were obtained by dispersion of carbides, oxides or borides particles in a nickel matrix thanks to the thermal explosion technique realized under a load of 20 MPa. The combustion of active mixtures (Ti-C-Ni-A_n where A_n = Al₂O₃, MgO, SiC, TiB₂ or WC) based on the titanium carbide reaction synthesis (ΔH_f = −184 kJ/mol), generates porous complex cermets. After the thermal explosion, a short maintenance under load at 1373 K of the combustion product, allows at the same time the cermets welding on a carbon steel substrate. The obtained cermets under these conditions preserve a porosity of about 25–35%. The relative density, hardness and tribological behaviour of the complex cermets depend on the additions nature (A_n) in the starting mixtures.