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Laboratoire MMS ULg

Présentation du Professeur Jacqueline Lecomte-Beckers, réalisée dans le cadre du Lab'InSight Innovative and Substainable Coatings, le 12.05.2016 à l'UMONS

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Laboratoire MMS
(Science des Matériaux Métalliques)
Département d’Aérospatiale & Mécanique
Université de Liège
Prof. Jacqueline Lecomte-Beckers
Professeur
« Microstructure et propriétés de revêtements épais à résistance à l’usure
améliorée obtenus par additive manufacturing »
Innovative and Sustainable Coatings
12 mai 2016 – Université de Mons
Domaines de compétences – MMS
 Analyse microstructurale de matériaux métalliques (optique et SEM)
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thermiques)
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Innovative and Sustainable Coatings
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12 mai 2016 – Université de Mons
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Innovative and Sustainable Coatings
12 mai 2016 – Université de Mons
 Stages et TFEs en entreprise ou centre de recherche (ing. méca, électromec,
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  • 1. Laboratoire MMS (Science des Matériaux Métalliques) Département d’Aérospatiale & Mécanique Université de Liège Prof. Jacqueline Lecomte-Beckers Professeur « Microstructure et propriétés de revêtements épais à résistance à l’usure améliorée obtenus par additive manufacturing » Innovative and Sustainable Coatings 12 mai 2016 – Université de Mons
  • 2. Domaines de compétences – MMS  Analyse microstructurale de matériaux métalliques (optique et SEM)  Etude des changements de phase (solidification et traitements thermiques)  Mesures des propriétés des matériaux :  Propriétés thermophysiques  Propriétés tribologiques  Nanoindentation (module de Young, scratch test)  Analyse des phénomènes d’endommagement, corrosion et usure  Relations MICRO-MACRO (microstructure – propriétés – process) Innovative and Sustainable Coatings 12 mai 2016 – Université de Mons
  • 3. Exemple récent de collaboration : Projet RECYLCLAD Projet RECYLCLAD : Convention RW 11-1-7335, du 01/12/2011 au 30/06/2016 Poudres HSS Vérification de la santé interne Caractérisations microstructurales Dilatométrie et ATD, propriétés thermophysiques Propriétés tribologiques (Partenaire Sirris) Divers essais mécaniques qualificatifs + essai final de validation sur laminoir (Partenaire CRM) Objectif : Cylindre bimétallique à résistance à l’usure améliorée obtenu par rechargement Laser d’aciers à outils, sur axe REUTILISABLE  Rupture technologique + Durabilité Laser Cladding Innovative and Sustainable Coatings 12 mai 2016 – Université de Mons
  • 4. Exemple récent de collaboration : Projet RECYLCLAD Vérification de la santé interne A la liaison Dans le dépôt Caractérisations microstructurales Profil de duretés 0 200 400 600 800 1000 0 5 10 15 20 25 30 DuretéHV20 Profondeur [mm] Microstructure (HSS) EBSD (MC en violet, M7C3 en rouge, martensite en vert) Quantification des phases et taille des grains Nanoindentation Projet RECYLCLAD : Convention RW 11-1-7335, du 01/12/2011 au 30/06/2016 Carbure MC Module de Young EDX analysis sur carbure MC MEB Mini ZAT Bain de fusion Comparaison Coulé Conventionnelle et Laser Cladding SubstratDépôt Carbures M2C en blanc Carbures MC en noir Innovative and Sustainable Coatings 12 mai 2016 – Université de Mons
  • 5. Exemple récent de collaboration : Projet RECYLCLAD Dilatométrie et ATD, propriétés thermophysiques Propriétés tribologiques 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 0 200 400 600 800 1000 1200 Cp[J/K/g] Temperature [°C] 0 1 2 3 4 5 6 7 0 200 400 600 800 1000 1200 Thermaldiffusivity[mm²/s] Temperature [°C] (T)=(T)*(T)*Cp(T) 0 2 4 6 8 10 0 200 400 600 800 1000 1200 Density[g/cm³] Temperature [°C] 0 5 10 15 20 25 30 35 0 200 400 600 800 1000 1200 Thermalconductivity [W/m/K] Temperature [°C] Conductivité thermique Projet RECYLCLAD : Convention RW 11-1-7335, du 01/12/2011 au 30/06/2016 Simulation traitement thermique 0 20 40 60 80 100 LC-Surf LC-Cœur CC-Surf CC-Cœur Tauxd'usure[10-5mm³/m] 10 cm/s - 10 N 50 cm/s - 10 N 10 cm/s - 20 N 50 cm/s - 20 N 10 cm/s - 10 N - 400°C 10 cm/s - 20 N - 400°C LC : Laser Cladding ; CC : coulée conventionnelle Innovative and Sustainable Coatings 12 mai 2016 – Université de Mons
  • 6.  Stages et TFEs en entreprise ou centre de recherche (ing. méca, électromec, aéro)  Mesure des propriétés thermophysiques  Calcul des propriétés tribologiques (pin-on-disc, abrasimètre Taber)  Simulations ThermoCalc, DICTRA (calculs thermodynamiques), CES (logiciel de sélection des matériaux)  Expertises (endommagement, rupture et corrosion, ) Offre de Services (T)=(T)*(T)*Cp(T) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 500 700 900 1100 1300 1500 Fractionmolairedechaquephase Température [°C] NPM(LIQUID) NPM(BCC_A2) NPM(FCC_A1#1) NPM(FCC_A1#2) NPM(FCC_A1#3) NPM(GRAPHITE) NPM(M23C6) NPM(M7C3) NPM(MC_ETA) Evolution de la proportion des phases à l’équilibre entre l’état liquide et 500°C (ThermoCalc) Acier HSS Innovative and Sustainable Coatings 12 mai 2016 – Université de Mons
  • 7. Offre de Services : Expertises Surchauffe en service d’une aube en super alliage de Ni (dernier étage compression turboréacteur) avec modification de la microstructure par phénomène de rafting (globulisation des précipités Ni3(Al, Ti) (droite) qui sont initialement cuboïdes (gauche)) Analyse microstructurale et résistance à la corrosion (vieillissement aux brouillards salins) de deux dépôts Al sur tubes en acier avec ailettes Al soudées pour application de type « échangeur thermique » (tour de refroidissement) Ailette soudée sur dépôt aluminisé au substrat en acier (avant corrosion) Corrosion caverneuse du substrat sous dépôt aluminisé, favorisée par infiltration préférentielle (corrosion) suivant interface entre intermétalliques en réseau continu et matrice du dépôt Al Ailette soudée sur dépôt collé au substrat en acier (avant corrosion) Meilleure protection du substrat contre la corrosion par dépôt Al collé (issu d’une tôle laminée, avec précipités fins et dispersés) Vues générales de la microstructure dendritique héritée de la solidification à la base (gauche) et dans l’aube (droite) Innovative and Sustainable Coatings 12 mai 2016 – Université de Mons
  • 8. Ir. Jérôme Tchoufang TCHUINDJANG Senior Researcher j.tchuindjang@ulg.ac.be +32 4 366 91 62 Laboratoire MMS (Science des Matériaux Métalliques) Allée de la découverte 9 (B52/3) 4000 Liège (Sart Tilman) www.metaux.ulg.ac.be Université de Liège @