Consolidation d’une poudre d’acier à outil de type T15 par pression atmosphérique

Abstract

Le travail de cette thèse porte sur l’étude de la cinétique de densification d’une poudre d’acier à outil, commercial, de type T15 par pression atmosphérique. L’étude a été réalisée sur une plage de température comprise entre 1150 et 1250°C, en utilisant une poudre libre encapsulée dans des bouteilles en verre de Pyrex. Les mécanismes de densification pendant le procédé CAP sont soumis à plusieurs facteurs, tels que la température et le temps de frittage, la taille moyenne des particules de poudre et le niveau de vide. Les résultats indiquent que la densification de cette poudre peut être améliorée en diminuant la taille moyenne des particules de poudre et en augmentant le niveau de vide, la température et le temps de frittage. La pénétration du verre est une caractéristique particulière de ce procédé. Dans certaines conditions, le verre, très fluide, peut pénétrer profondément dans l’agrégat en poudre et l’empêcher de se densifier. Cette étude a montré que lors de la consolidation par pression atmosphérique de la poudre d’acier à outil T15, il y’a une compétition entre les vitesses de densification et de la pénétration du verre. A haute température (1250°C) et niveau de vide élevé (10-5 torr), la vitesse de la fermeture des pores est supérieure à celle de la pénétration du verre, ce qui conduit à une densification du matériau après seulement 1,5 h. Cependant, à des températures et des conditions de vie inférieures, la poudre a besoin beaucoup plus de temps pour atteindre des densités plus élevées. Un dopage, de la poudre, par l’Y2O3 a été effectué par précipitation chimique. Les résultats obtenus ont montré qu’il y’a une fraction critique de l’ordre de 0.05% d’Y2O3 pour laquelle le matériau fritté présente les plus haut niveaux en propriétés mécaniques. Enfin, on peut dire que le procédé CAP offre la possibilité de fermer la porosité résiduelle et d’obtenir des microstructures fines, ainsi qu’une réduction substantielle des coûts de production qui pourraient être le facteur déterminant pour l’exploitation industrielle de ce procédé.