Academic literature on the topic 'Usure oxydative'

Le comportement tribologique des aciers à double phase a été étudié aux effets de différentes fractions volumiques de martensite (MVF), d'environnements gazeux et de vitesses de glissement, à l'aide d'un tribomètre à bille sur disque, dans des conditions de charge constante et de glissement par friction sèche. Par ailleurs, le comportement tribologique des couches d'oxyde formées à différentes températures et MVF a été étudié par nanoindentation et par des expériences de grattage. Les expériences de glissement à sec ont démontré qu'une MVF plus faible, des vitesses de glissement plus élevées et des environnements CO2 réduisent considérablement les taux d'usure en raison d'une meilleure oxydation ainsi que de la formation de couches d'oxyde protectrices sur les surfaces usées. Les essais de grattage des couches d'oxyde ont montré que le taux d'usure des couches d'oxyde de même composition diminuait à mesure que le MVF augmentait. La résistance à l'usure de la couche d'oxyde dominée par FeO est la plus mauvaise. Dans les mêmes conditions, la couche d'oxyde formée sur la martensite présente une résistance spécifique à l'usure plus élevée que celle formée sur la ferrite
The tribological behavior of dual-phase steels was investigated at the effects of different martensite volume fraction (MVF), gaseous environments, and sliding velocities, using a ball-on-disk tribometer, under constant load and dry friction sliding conditions. Furthermore, the tribological behavior of oxide layers formed at different temperatures and MVF was investigated by nanoindentation and scratching tests. Dry sliding experiments demonstrated that lower MVF, higher sliding velocities, and CO2 environments significantly reduce wear rates due to improved oxidation as well as the formation of protective oxide layers on the worn surfaces. Scratch tests of oxide layers revealed that the wear rate of same composition oxide layers decreased with increasing MVF. The wear resistance of the FeO-dominated oxide layer is the worst. Under the same conditions, the oxide scale formed on martensite has higher specific wear resistance than that formed on ferrite

Le comportement tribologique des composites Carbone/Carbone est caractérisé, lors des freinage à basses énergies, par des transitions brutales de frottement mal maîtrisées associées à des taux d'usure élevés. La complexité du problème provient de l'interdépendance des paramètres mécaniques et physico-chimiques. Pour les découpler, un spectromètre de masse a été couplé avec un tribomètre Pion/Disque pour analyser in-situ les gaz dans le contact pendant le frottement. Les mesures tribométriques et spectrométriques ainsi que l'analyse des surfaces frottées ont permis de distinguer deux régimes de comportement tribologique. Au cours du premier, l'usure est élevée avec un frottement " réactif " (associé à un dégagement de CO/CO2 et une consommation de O2/H2O). La valeur du coefficient de frottement est alors systématiquement haute, elle est due aux forces adhésives exercées par les liaisons pendantes crées par le détachement important de particules. Ce sont les premiers corps et le volume du troisième corps qui accommodent les vitesses entre les corps en contact. Au cours du second, l'usure est faible avec un frottement " non réactif " (sans dégagement de CO2) dont la valeur peut être haute ou basse selon le comportement des " écrans " formés par les vapeurs physisorbées et les complexes superficiels qui accommodent les vitesses. Dans les faits, l'origine de ces deux régimes de comportement dépend de l'amorçage d'un débit source significatif de troisième corps. Cet amorçage du débit source peut être dû aussi bien à des actions mécaniques que physico-chimiques, ce qui explique enfin la diversité des interprétations trouvées dans la littérature
The tribological behaviour of the Carbon/Carbon composites is characterised, in the case of low energy braking, by brutal friction transitions which are badly controlled, and high wear rates. The problem complexity is due the interdependence between the mechanical and physicochemical parameters. To uncouple them, a mass spectrometer was coupled with a Pin-on-Disc tribological tester to analyse in-situ the gases variations in the contact during friction. The tribological and spectrometric measurements with the rubbed surfaces analysis have permitted to distinguish two varieties of tribological behaviour. During the first one, wear is high (dusting) and the friction “ reactive ” (associated with CO/CO2 release and an O2/H2O asumption). The coefficient of friction value is systematically high due to the adhesive forces applied by the dangling bonds created by the important detachment of particles. Thus, the first bodies and the third body volume accommodate the speed between the bodies in contact. During the second one, wear is low and the friction is “ non-creative ” (without CO2 release). The coefficient of friction value can be low or high according to behaviour of the physically and chemically absorbed vapours layers which accommodate the speeds. The origin of these two tribological behaviour varieties

Ce mémoire de thèse présente une analyse multi-physique des endommagements par usure provoqués sur un alliage base cobalt soumis à des sollicitations de fretting pour des températures allant de 25˚C à 600˚C. On montre alors que l’usure est sévère à basse température puis douce à haute température. À basse température, l’usure est contrôlée par une synergie entre l’oxydation de l’interface et l’abrasion de la couche d’oxyde nouvellement formée. Une formulation analytique est développée, prenant en compte ces deux aspects. Cependant, cette loi n’est valable que lorsque le produit de l’endommagement, à savoir les débris d’usure oxydés, sont immédiatement évacués de l’interface. Or, si la température dépasse une température seuil T1, les débris commencent à stagner dans l’interface, ils s’agglomèrent et modifient complètement la réponse tribologique. À haute température, une tribocouche protectrice est formée par compaction et frittage des débris, limitant drastiquement l’usure. La loi d’usure par oxydo-abrasion, décrivant le comportement tribologique à basse température, est alors modifiée pour prendre en compte l’apparition de cette tribocouche. La tribocouche, également appelée glaze layer, possède une structure multi-couches, où les propriétés d’oxydation et de diffusion des éléments d’alliage jouent un rôle prépondérant dans les modalités de sa formation. À la lumière de ces résultats, sont finalement discutés les mécanismes mis en jeu dans l’absence totale d’usure lorsque la glaze layer est efficace à l’interface
This manuscript presents a multi-physical analysis of the fretting wear damages observed on a cobalt-based alloy. It has been showed that the wear process is severe at low temperature whereas a mild wear process takes place at high temperature. At low temperature, the wear process is driven by a synergetic action of the oxidation of the surface and the abrasion of the newly formed oxide layer. An analytical formulation is then proposed by taking into account these two phenomena. However, the proposed wear law is only valid when the wear debris is immediately ejected out of the interface. Yet, when the temperature is high enough, the debris starts to agglomerate into the interface changing completely the tribological response. At high temperature, a protective tribolayer is formed by a compaction and sintering processes of the wear debris which drastically limits wear. The oxido-abrasive wear law, describing the wear behaviour at low temperature, is then modified in order to take into account the tribolayer formation. The tribolayer, also called "glaze layer", has a multi-layerered structure whose formation is strongly linked to the oxidation and diffusive properties of the alloying elements. In the light of these results, the tribological mecanisms providing complete protection of the interface from further wear are discussed

L'espacement des opérations de maintenance aéronautique implique une grande fiabilité des avions et de leurs composants dont l'étude de l'usure devient un enjeu majeur pour la sécurité. Le système de prélèvement d'air sur les moteurs pour pressuriser les cabines d'avion est à ce sujet un équipement critique car ses clapets de régulation constitués de contacts axe-guide sont sumis à des problèmes d'usure responsables de pannes. L'étude de l'usure de ces clapets est délicate car les géométries des contacts sont assez différentes et les sollicitations résultent de la superposition des sollicitations fonctionnelles et des sollicitations parasites telles que vibrations et température des moteurs. Les premières expertises tribologiques de ces clapets montrent que leur usure est influencée par les phénomènes d'impacts vibratoires et par l'oxydation. L'étude de l'usure doit donc découpler les effets mécaniques et physico-chimiques. Dans un premier temps, des modélisations de mécanique des solides et des contacts déterminent la contribution des impacts aux contraintes et montrent que cette contribution reste dans le domaine de comportement élastique des matériaux, ce qui ne peut expliquer les macro-usures expertisées. L'étude de l'oxydation du matériau du guide de clapet permet alors de comprendre comment l'oxydation modifie la morphologie et la rhéologie des surfaces de contact. Dans ces conditions, au lieu d'étudier classiquement l'usure de chacun des clapets, un problème tribologique modèle a été créé comme dénominateur commun des contacts étudiés. Le problème modèle identifie clairement les sollicitations effectivement vues par les contacts, notamment en distinguant les sollicitations mécaniques fonctionnelles et parasites, des sollicitations physico-chimiques. Ce problème modèle permet d'évaluer à partir d'essais simples, d'expertises et d'analyses chimiques les conditions de formation (mécaniques et physico-chimiques) et les valeurs estimées des différents débits de troisième corps, plus particulièrement le débit source, représentatif des dégradations et le débit d'usure. Il donne aussi des équations de débits découplées les unes des autres. Ce découplage permet alors d'étudier séparément les différentes causes de l'usure, c'est-à-dire l'oxydation du troisième corps et non celle des premiers corps qui aurait été l'hypothèse classique. Dans le cas présent, les sollicitations fonctionnelles se traduisent par un frottement qui augmente la cohésion du troisième corps, ce qui en limite l'oxydation, et limite donc le débit d'usure. Bilan, l'augmentation des sollicitations fonctionnelles réduit l'usure ; ce qui va à l'encontre des "évidences". Enfin, l'identification du circuit tribologique de chaque clapet, permet de faire appel aux bonnes études scientifiques et donc d'envisager de véritables solutions notamment en jouant sur les sollicitations mécaniques. L'ajout du circuit tribologique aux paramètres classiques d'étude de l'usure : pression de contact, vitesse de glissement, température. . . Est un atout supplémentaire pour établir le bon enchaînement causes-conséquences d'un problème d'usure
Maintenance operation periods may be increased if the reliability of aircraft and associated components can be guaranteed. Wear is one of the key issue to solve to increase reliability and therefore safety. Engine bleed system reliability may be greatly improved if wear issues on its regulating clappers could be solved. Tribological analyses show that wear is the result of strong vibration and temperature environment. Wear results of mechanical and physico-chemical solicitations. Stresses on materials related to vibration have been determined by computation integrating solid and contact mechanics. Computational results showed that stresses are below the yield stress of the material and therefore cannot explain observed degradations. Oxidation seems to have a stronger role as it modifies surface morphology and rheology. Tribological tests, mechanical and chemical analyses allow evaluating the third body flows representative of degradations. The uncoupling of the equations of third body flows leads to identify wear real cause which is not due to the oxidation of the first bodies, as generally assumed, but results of the oxidation of the third body. Experimentally, it has also been demonstrated that friction, by increasing the cohesion of the third body, limits oxidation and therefore wear. All previous results let to establish the tribological circuit of each clapper allowing to propose relevant materials and design solutions. Tribological circuit gives a strong added value to understand all phenomena at each level of the wear study

Pour pallier a l'insuffisance de certains traitements thermochimiques, face a des sollicitations tres severes a haute temperature (usure, proprietes de frottement), de nouveaux procedes ont ete appliquees aux pieces mecaniques. Ces traitements permettent de realiser un revetement de faible epaisseur (quelques micrometres) generalement tres dur et stable chimiquement. C'est dans cette optique qu'on a choisi la technique de deposition physique en phase vapeur pvd, qui grace a ces avantages specifiques, suscite un interet croissant en mecanique. Le travail mene au cours de cette etude fait partie d'un projet brite-euram qui rassemble des partenaires de differents pays d'europe. L'objectif principal etait de developper de nouveaux revetements pour lutter contre l'usure des outils de coupe dans le souci d'augmenter leur duree de vie. Pour cela, il a fallu introduire des ameliorations sur la technique de deposition physique en phase vapeur preexistante : un nouveau concept pour le prototype de l'equipement pvd a ete developpe. Avec ce type de prototype, il a ete possible de produire de nouveaux revetements a base de tungstene et d'un autre metal d'addition. Une premiere partie de ce travail a ete consacree a l'optimisation des parametres technologiques de deposition, une seconde partie a la caracterisation mecanique de tels depots et leur resistance au frottement et a l'usure a haute temperature par le biais d'un tribometre pion-disque. Nous avons mis en evidence le role important des oxydes formees sur la zone de contact pendant le frottement et leur influence directe sur l'evolution des mecanismes d'usure. Certains oxydes sont benefiques pour le contact puisqu'ils diminuent le coefficient de frottement et l'usure et jouent de ce fait le role de lubrifiants solides. Ils ont la capacite de se maintenir dans le contact pendant toute la duree de frottement, adherent fortement aux espaces uses par interaction mecanique et induisent des contraintes de cisaillement faibles par rapport a celles des substrats utilises.

Cette étude vise à corréler les conditions de contact, l'évolution de l'usure et les transformations physico-chimiques de la surface d'élastomères de type "nitrile" (NBR) avec leurs caractéristiques viscoélastiques et thermo-mécaniques. Différents paramètres relatifs à la composition de l'élastomère ont été modifiés afin de mieux comprendre l'interaction entre ceux-ci et la compétition entre une transformation physico-chimique dite de "thermo-oxydation" et une cinétique d'usure donnée dans le cas d'un frottement non lubrifié. La modification des propriétés volumiques (Tg, E', tan , type et taux de charges : noirs de carbone ou 'charges claires', présence ou non d'antioxydants, degré de réticulation) ou surfaciques (traitements dits de 'chloration' ou de 'flammage') agit sur des processus tribologiques concurrents. Nous nous sommes plus particulièrement intéressés aux mécanismes de perte d'étanchéité des roulements à billes de roue
In this study, correlations between contact conditions, wear evolutions, physicochemical transformations and viscoelastic or thermomechanical behaviours of "nitrile" rubbers (NBR) were performed. To better understand the relationships between rubber composition parameters and tribological mechanisms, various compounds were manufactured. In unlubricated conditions, the friction of rubbers and a steel ball deals with two different tribological behaviours. One consists on a "cohesive" wear. The other one does not show any significant wear track, which matches to a "thermo-oxidation" transformation. Both phenomena occur with a specific kinetic and "activation" according to volumic parameters (i. E. Tg, E', tan the kind and the rate of filled particles : carbon black or 'white particles', crosslink density) or surface treatments (i. E. With chlorine or a quick heat flow). This study aims at highlighting the leakage mechanisms of ball-bearings manufactured by "SNR roulements"

Le mécanisme de dégradation des cylindres de laminoirs qui conduit à la formation de défauts de type incrustations d'oxydes sur les bandes d'aciers inoxydables ferritiques laminées à chaud a dans un premier temps été défini. Cette dégradation procède par abrasion locale du cylindre puis par adhésion de l'acier inoxydable sur celui-ci lorsqu'un contact métal-métal se produit. Des essais de simulation, à l'aide d'une machine de frottement à chaud, ont permis d'étudier et de préciser ces mécanismes et de mieux comprendre les interactions entre les produits chauds et les outils, le rôle des oxydes présents dans le contact a en particulier été abordé. Pour mener à bien cette étude, la nature et la structure des oxydes susceptibles de se former sur les matériaux antagonistes ont été déterminés sur des échantillons oxydés au laboratoire. L'adhérence de ces couches d'oxydes a de plus été mesurée à l'aide d'une micro-machine de traction. La connaissance de l'ensemble des éléments présents au niveau du contact a permis l'interprétation des tests de frottement à chaud. Nous avons montré que les oxydes formés sur les aciers inoxydables ont des compositions voisines pour des temps d'oxydation aussi courts (inférieurs à deux minutes) et l'adhérence des couches d'oxydes devient un facteur primordial. Ainsi, les aciers comportant des couches d'oxydes peu adhérentes ont des comportements au frottement supérieur à ceux dont les oxydes ne se décollent pas. La présence d'oxyde au niveau du contact permet la formation d'un troisième corps dont dépend le frottement. En fait, indépendamment de la provenance des oxydes, produit chaud, outil. . . C'est surtout leur nature et leur structure qui sont déterminantes. Les oxydes de fer de structure cubique, wustite et magnétite, de faible dureté, favorisent le frottement. A l'inverse, les oxydes durs, de structure rhomboédrique comme l'hématite ou la chromite se comportent comme des matériaux abrasifs.