Etude thermodynamique de l’équilibre des phases dans les zones nitrurées, cas de la nitruration gazeuse des binaires et des aciers

Abstract

L'étude développée dans le présent travail traite la nitruration, un procédé de traitement de surface qui permet d'améliorer les propriétés superficielle de l'acier vis à vis la corrosion l'usure et la fatigue mécanique. L'azote atomique absorbé par l'acier pendant la nitruration engendre des modifications dans la microstructure de l'alliage qui sont à l'origine de cette consolidation des propriétés. l'azote absorbé par la surface de l'alliage va diffuser vers le cœur et produire ainsi une couche de diffusion qui donne naissances à de fins précipités, des nitrures des élément d'alliage suffisamment dispersés dans la structure pour provoquer une consolidation significative des propriétés mécaniques de cette couche. L'amélioration de ces propriétés est proportionnelle aux conditions de nitruration (température, taux d'azote, temps, et composition chimique de l'alliage). Le présent travail contribue dans l'étude de l'influence des paramètres de nitruration sur la microstructure des alliages nitrurés et par conséquent sur leurs propriétés mécaniques. Trois volets ont été traités dans cette thèse, un volet expérimental réalisé sur des échantillons nitrurés que nous avons élaboré et qui a permis de corréler les propriétés mécaniques à la microstructure. Un volet de calculs numériques par un mégalogiciel le ThermoCalc, qui a permis d'étudier l'influence des conditions de nitruration sur la composition de phase de l'alliage. Et un volet modélisation, où un modèle thermodynamique a été adapté pour la nitruration afin d'étudier l'équilibre thermodynamique des phases. Les résultats obtenus ont permis d'éclaircir certains points d'ambre dans la nitruration qui permettront de choisir les bons paramètres pour cibler les propriétés mécaniques désirées.