Les fontes au chrome sont bien connues pour leurs propriétés à l’usure. Elles sontutilisées dans les domaines miniers, cimentiers ainsi que tant d’autres. Leurs facultés derésister à l’usure sont principalement dues à leur microstructure qui est constituée d’unréseau de carbure eutectique du type M7C3 contenu dans une matriceausténitique ou martensitique. Plusieurs chercheurs ont exploré la possibilité d’améliorerles propriétés à l’usure de ces fontes en agissant sur la microstructure, la morphologiedes composants microstructuraux ainsi que sur leur distribution. Le présent travailconsiste à étudier l’effet du niobium sur le comportement à l’usure d’une fonte au chrome.Des caractérisations par microscopie optique, usure par abrasion et par frottement sontréalisées dans le but de déterminer la résistance à l’usure de cette fonte et le type demicrostructure ayant été à l’origine de cette amélioration. Les résultats obtenus montrentque la fonte étudiée est une fonte à 15 % de chrome. L’addition du niobium a eu un effetsur la microstructure ainsi que sur les résistances par abrasion et par frottement deséchantillons de fontes traitées. La résistance à l’usure augmente avec l’accroissement dela teneur en niobium.

Le but est d’innover dans le domaine des liaisons au sol en remplaçant une traverse d’un essieu arrière en acier à haute limite élastique par une traverse en matériaux composites : Fibre de verre et Epoxy; tout en conservant les mêmes fonctions qui sont : assurer une rigidité de torsion, lier et maintenir en position les bras de suspension, résister aux sollicitations mécaniques du cahier des charges (nid de poule, choc trottoir, ...), reprendre les points de fixation du bras de suspension. Cette étude tient compte de la problématique de la grande série : minimiser le nombre de pièces, géométrie simple, procédé de fabrication simple avec des cadences élevées, facilité de montage. La démarche employée est la suivante : étape de présélection et intégration des profilés dans le modèle numérique, choix de l’empilement du composite et optimisation, choix d’une solution, conception des interfaces, réalisation d’un prototype. Le gain de masse est significatif puisque la traverse composite avec fixation ne pèse que 3,9 kg à comparer avec les 12,4 kg de la traverse initiale.

Les traitements de surface, leurs choix et leurs performances souvent rassemblés dans laterminologie «ingénierie des surfaces» sont un large domaine, primordial pour obtenir lesperformances et les propriétés recherchées sur les composants réalisés à partir d’alliagesmétalliques. Après avoir rappelé l’importance de la phase de préparation et les différentsmécanismes intervenant lors de la fabrication d’un revêtement ou dépôt ainsi que lesobjectifs justifiant l’application de ces derniers, un classement basé sur lestechnologies utilisées est proposé en rappelant les principes, les principalesapplications et propriétés ainsi que les dernières évolutions de chacun des domaines. Endernière partie une réflexion sur les évolutions annoncées des traitements de surface estproposée, elle s’appuie sur les exigences réglementaires et sur les nouvelles technologiesdisponibles. En guise de conclusion, la synthèse d’une étude prospective à l’horizon 2015et 2020 réalisée par le CETIM et la FIM (Centre technique des industries mécaniques;Fédération des industries mécaniques) est proposée.

Crevice corrosion chemistry is modeled in galvanostatic mode using finite element method calculations. The results lead to the formulation of critical conditions for crevice propagation in terms of applied current and depassivation pHd. For a given stainless steel grade, the model predicts a linear relation IC(pHd) between a “critical propagation current” IC and the depassivation pHd. Detailed computing is performed to compare the behavior of duplex 2304, ferritic AISI 430 and austenitic AISI 304 stainless steels. The model is shown to capture correctly the major asymptotic behaviors and to fairly predict the better corrosion resistance of the duplex grade, which is attributed to its slower dissolution kinetics in acidic environment. When comparing duplex stainless steels to ferritic or austenitic ones, it is now evident that the dissolution law and the depassivation pHd are the key factors that control the resistance to crevice corrosion propagation.

An important metallurgical difficulty in arc welding of high-strength aluminum alloys isformation of solidification cracking. In this work, an attempt is made to reduce thesolidification cracking in welding of aluminum alloys through vibratory treatment. Thematerial used for the investigation is AA2014 aluminum alloy, which is highly prone tosolidification cracking. Vibratory treatment was carried out in the frequency range of 100Hz to 3700 Hz. Weldments made with and without vibratory treatment were compared usingweld cracking tests and other characterization tests such as microstructural analysis. Thetest results show that by applying vibratory treatment, solidification cracking can belargely controlled in arc welding.

In order to limit the thermal gradient of plates during quenching and limit flatness issues, it is necessary to control the cooling. This control requires the knowledge of the cooling performances of the cooling device. This paper describes the equipments and procedure we developed for the on-line characterization of quenching. We illustrate the application of this methodology to the quench of Burns Harbor. After the austenitzing furnace, this quench is equipped with 3 cooling sections that have been characterized for several flow rates, for several speeds of plates and for the top and bottom sides of plates. Thanks to the collected data, heat fluxes have been calculated and correlations describing the cooling performances of the equipment have been built. These correlations have been implemented in a thermal model that gives the thermal state of a plate during cooling according to parameters like thickness of the plate, flow rates of the cooling sections, speed of the plate, and temperature after heating. Experimental and numerical results are discussed.

Cet article propose une approche structurée permettant l’élaboration d’un modèle généralet intégré capable de prédire avec une précision convenable l’état de surface obtenue parfraisage sur des pièces en alliages d’aluminium de structure et de propriétés mécaniquesvariées. L’approche proposée est construite progressivement en commençant par analyser, àtravers un design expérimental structuré, les effets de l’ensemble des facteurs connuspour avoir une influence sur la qualité de la surface pour ensuite examiner leursinteractions et leur sensibilité face aux conditions dynamiques du procédé. Suite à cetteanalyse et en combinant, design d’expériences, réseaux de neurones, optimisationmulticritère et divers outils statistiques, l’identification de la nature et de la formedu modèle ainsi que du type et du nombre de variables à y inclure, est obtenue enexécutant une procédure systématique d’optimisation de modèle. Les résultats démontrentque l’approche proposée a permis de converger vers un modèle général capable de prédirel’état de surface avec précision, fiabilité et robustesse pour des alliages d’aluminium destructure et de propriétés mécaniques variées et une gamme étendue de conditionsd’usinage.

Une « nouvelle » théorie est introduite comme alternative à la théorie phénoménologique des transformations martensitiques. Cette théorie est basée sur des cartographies EBSD expérimentales traitées par un nouveau logiciel de reconstruction automatique des grains parents.

La première étape de ce travail est le calcul ab initio des énergies de mise en solution et de mélange du chrome et du fer. Nous confirmons les résultats ab initio proposés précédemment. Nous utilisons cette même méthodologie afin de calculer les énergies de surface du fer et du chrome dans les orientations (100), (110), (111) et (211). Contrairement aux extrapolations depuis les mesures expérimentales aux hautes températures, ces calculs montrent que les énergies de surface du chrome sont supérieures à celles du fer. Nous calculons également l’énergie de ségrégation d’impureté du chrome dans le fer (100) qui est endothermique. Enfin, nous proposons un modèle énergétique ajusté sur les calculs ab initio. À partir de ce modèle, nous calculons des isothermes de ségrégation et montrons que les surfaces de l’alliage sont toujours appauvries en chrome du fait de la grande différence d’énergie de surface entre les deux éléments qui a été révélée par les calculs ab initio.

Over the past few years several technical efforts have been focused on continuous improvement of quench and tempered product at ArcelorMittal Burns Harbor plate mill facility with particular attention being given to optimization of the flatness of quenched product. Incremental improvement in quench line equipment and practices is being aided by computer-based modelling tools and specialized instrumentation. The paper describes the development of different tools used to control flatness after quench and tempering units. The detailed description of a 3D model designed to predict distortion such as edge waves, center buckles, longbows and crossbows during quenching is presented. The model developed with Abaqus is able to predict the evolution of plate temperature, thermal stresses, strains, and distortions during cooling. The water cooling system is represented by top and bottom movable surfaces where a heat flux depending on width, length and temperature is applied. The effect of phase transformation is approximated by a variation of the plate thermal expansion coefficient.

Increasing interest in duplex stainless steels is due to their ability to combineelevated mechanical properties (strength, fatigue...) and an optimal resistance to manytypes of corrosion like Stress Corrosion Cracking or Intergranular Sensitization. Givenhigh chromium content of the standard and super-duplex steels along with molybdenum andnitrogen alloying additions, they also exhibit an excellent resistance to pitting andcrevice corrosion in halide-containing media generally equivalent to austenitic andsuper-austenitic with similar Pitting Resistance Equivalent. Further aspects of thequestion are reviewed in introduction of the present paper including passive film andmetallurgical features such as two-phase microstructure, presence of non metallicinclusions, precipitates or intermetallic phases. Then, this work addresses the problemsof corrosion testing of duplex stainless steels. It is intended in particular to shedlight on some points of practical importance regarding electrochemical characterizationbest practices. Thus, a reliable ranking of materials, including new lean grades, requiresa relevant choice of corrosion criteria and polarization methods. The determination ofboth pitting potentials and critical pitting temperatures is achieved by using acombination of several electrochemical tests based on potentiodynamic, potentiostatic aswell as galvanostatic experiments together with a statistical analysis when needed.

In this paper, based on the practice of manganese production in China, a preliminary life cycle assessment (LCA) of the electrolytic manganese industry is provided, and an analysis of its environmental impact is carried out. A comparison is made between China and South Africa. By comparison, it can be seen that the environmental impact of the manganese production industry in China is more serious. New process technology can be expected to save energy and clean up production.

An investigation was conductedtoinspectthewearandfabrication of chromium carbide-nickel-chrome particles incorporated into the nickel phosphorus. St37 steel was selected to be the base and a comparison between the base and coating properties was made. The optimized parameters regarding efficiently coating the second phase particles, such as deposition rate and particle distribution in the surface and cross-section, were determined. The best heat treatment cycle for obtaining maximum hardness and wear resistance was heating the samples for one hour at 400 °C in a furnace and cooling them all to room temperature. Evaluation and inspection of the final coated samples was conducted by X-Ray Diffraction and Scanning Electron Microscopy equipped with an EDAX analyzer and microhardness tester. Composite coatings containing 22% chromium carbide nickel-chrome as the second phase showed the highest wear resistance on a low Carbon steel base, in comparison with other electroless composite coatings and electroless Ni-P, and after heat treatment for one hour at 400 °C, these coatings with 40 µm average thickness had microhardness of nearly 1000 Vickers.

Le Fe et le Cr ont un comportement magnétique complexe. Cette complexité se retrouve déjà dans certaines phases de volume telles que les spirales de spin du Fe cubique faces centrées ou les ondes de densité de spin du Cr. Ces dernières peuvent être décrites qualitativement par des calculs de théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) ou de liaisons fortes (TB) qui prédisent une forme et une polarisation de l’onde de spin en accord avec les mesures expérimentales. L’énergie des défauts tels que les surfaces ou les lacunes ou encore la stabilité de l’alliage FeCr sont influencées également par le magnétisme. Et réciproquement, les défauts peuvent modifier la structure magnétique locale et créer des motifs magnétiques non colinéaires complexes.

Duplex stainless steels are known to have a good resistance to localised corrosion,especially thanks to their quiet high level of chromium (and for some of them molybdenum),but also because of their very low level of sulphur. These very low levels of sulphur arealso useful to guaranty a good toughness and a good hot workability for these grades.Concerning long products like bars made in Duplex Stainless steels, one of their mostimportant property, after corrosion resistance, is their machinability. Unfortunately, oneof the most known way to improve the machinability of stainless steels is to increasetheir sulphur level, thus forming manganese sulphides in the stainless steels which inducebetter chip breaking and lubrication at the chip – cutting tool interface. So the questionis: can the sulphur well-known way to improve machinability of stainless steels be used onDuplex Stainless Steels, without inducing hot rolling difficulties and too important adecrease of their other main properties, i.e. localised corrosion resistance andtoughness? If not, are other ways possible?

La puissance débitée par les systèmes solaires ne cesse d’augmenter, soit par l’amélioration du rendement de conversion, soit par la multiplication des techniques de fabrication des photopiles solaires. Devant l’offre de fortes sources d’énergies conventionnelles à des prix relativement bas, l’utilisation du silicium polycristallin aboutit aux cellules polycristallines à faible coût de production. Cependant, les paramètres photovoltaïques de ce type de cellules sont affectés par l’existence des joints de grains et la ségrégation des impuretés à leurs niveaux. Ceci nous a ammené à nous intéresser dans le cadre de ce travail à l’influence des traitements thermiques sur le comportement électrique des couches de silicium polycristallin destinées à des applications photovoltaïques. Les résultats obtenus ont montré que les couches dopées arsenic sont plus résistives que celles dopées bore, et que les traitements thermiques réduisent le nombre de porteurs piégés et la quantité d’atomes de dopant aux joints de grains. D’autre part, cette étude nous a permis de constater que l’élévation de la température des traitements thermiques favorise l’augmentation de la conductivité électrique. De plus, la conductivité électrique dans des couches dopées bore est plus élevée que celle dans des couches dopées arsenic.

La fatigue à grand nombre de cycles (HCF) prend une place majeure dans le dimensionnementdes pièces de l’industrie automobile. Beaucoup de ces pièces sont obtenues à partir detôles en acier par emboutissage. Lors de cette opération de mise en forme, l’acier estdéformé plastiquement dans différentes directions. Une prévision fiable de durée de vie deces pièces requière alors de connaître les propriétés en fatigue du matériau pré-déformé.De nos jours, l’évolution des propriétés en fatigue est souvent négligée, dueprincipalement au temps prohibitif qui doit être alloué à des essais de fatigue classique.Pour réduire le temps de caractérisation, les essais d’auto-échauffement sont utilisés.Cette approche permet de déterminer l’influence d’une pré-déformation plastique homogènesur les propriétés en fatigue des aciers, via un modèle probabiliste à deux échelles. Lebut de ce papier est de proposer une approche expérimentale originale pour identifierl’influence d’une pré-déformation plastique sur une large gamme de pré-déformation grâce àune seule et unique éprouvette. Le cas particulier d’une éprouvette avec un gradientconstant de pré-déformation est présenté. L’utilisation de la corrélation d’images permetde valider la répartition du champ de pré-déformation plastique. Une mesure par camérainfrarouge lors de l’essai d’auto-échauffement couplée à la résolution de l’équation de lachaleur 1D permet d’identifier l’influence d’une pré-déformation plastique sur lespropriétés en fatigue de l’acier dual phase considéré.

The economic challenge for PSA regarding the maintenance of their mould foundry park isto predict and improve its lifespan in preventing any risk of initiation and propagationof cracks in thermal fatigue. A method for assessing the number of cycles of castingtooling thermal fatigue used by PSA was developed using the criterion of Fatemi-Socie [A.Fatemi, D. Socie, Fatigue Fract. Engng.Mater. Struct. 11 (1988) 149-165, D.F.Socie, multiaxial fatigue damage models, ASME 109 (1987)293-298], associated with a shear failure mode, which predicts the thermal fatigue damageby assessing stress and strain tensors on different facets around any material point.