Contribution à l'étude de la chromisation et de l'aluminisation d'un acier hypoeutectoide faiblement allié du type 35CD4

Abstract

Ce travail a été consacré à la protection de l'acier de nuance 35CD4 par un revêtement de chrome et d'aluminium. La chromisation et l'aluminisation superficielles ont été effectuées par cémentation activée en caisse. L'étude thermodynamique a montré que, par détermination de la composition à l'équilibre gaz-cément et à l'équilibre gaz-substrat, on peut atteindre les mécanismes de la cémentation activée en caisse. Nous avons mis en évidence la grande différence entre les mécanismes de chromisation et de l'aluminisation. Si la dismutation d'un halogénure inférieur constitue le mécanisme prédominant de l'aluminisation, la chromisation résulte de deux processus parallèles: une réaction d'échange à la surface, une réaction in-situ par contrediffusion du carbon et du chrome pour former une couche de carbures. Nous avons préparé deux types de revêtements simples: revêtement chromisé et revêtement aluminisé. Le revêtement chromisé, élaboré à 1100°C pendant 7 heures est constitué principalement de carbures Cr7C3 et Cr23C6 ainsi qu'une couche importante de ferrochrome. Le revêtement aluminisé obtenu à 1100°c pendant 7 heures contient, en majorité, la phase Fe3Al. Si les revêtements en carbures de chrome possèdent une très bonne résistance à la pénétration et à l'usure, celle des couches de Fe3Al et FeAl sont acceptables. Leurs revêtements mixtes peuvent présenter un bon compromis à l'usure. Cependant, une étude complémentaire a permis l'obtention de revêtement mixte aluminisé chromisé. Sa dureté est plus importante que celle du revêtement aluminisé et une résistance à l'usure nettement améliorée. Une étude de la cinétique d'oxydation est impérative pour pouvoir trancher sur le comportement de ces revêtements aux hautes températures. Le revêtement mixte aluminisé chromisé semble-il associer une phase de carbures de chrome très dure, reste à vérifier si la phase d'aluminure de fer posséde une bonne résistance à l'oxydation aux hautes températures.