Etude des propriétés physico-chimiques des revêtements de carbures de nitrures et carbonitrures de chrome sur des substrats en acier à outils

Abstract

Ce travail a pour but d'élaborer et de caractériser d'une part, des couches ml11ces de carbures, de nitrure et de carbonitrures de chrome, et d'autre part, des couches minces de chrome en mélange avec le vanadium déposées par la méthode :de pulvérisation cathodique magnétron (sou vide) sur des substrats de silicium et en acier contenant1 % (en masse) de carbone sous 1 différents pourcentages d'azote dans la mixture de la pression du gaz utilisé. L'influence des paramètres (pourcentage des gaz, tensions de polarisation des cibles, température de recuit) sur les propriétés structurales et mécaniques des revêtements a été mise en évidence à l'aide des techniques: EDS, WDS, XPS, DRX, MEB, AFM, nano-indentation, tribométrie alternative et le scratch test. Les contraintes résiduelles sont déterminées par la méthode des anneaux de Newton qui basé sur la formule de Stoney. Après recuit à des températures comprises en 700°C et 1000°C, il se forme donc des carbures, des nitrures et des carbonitrures de chrome. On s'attend à une nette amélioration des caractéristiques mécaniques telles que la dureté et l’adhérence. L'intérêt de l'étude du comportement mécanique de ces couches minces de chrome sur ce type d'acier dans le domaine de températures (700-1000°C) est dû en particulier, au fait que la dureté et l'adhérence obtenue dans ce domaine sont très importantes. En ce qui concerne, les dépôts du chrome sur l'acier XC 100, la dureté obtenue dans le domaine inter-critique est aussi importante que celle obtenue en phase austénitique. En effet, dans ce domaine de température l'évolution de la proportion des phases en présence conduit à une transformation de phase qui provoque une augmentation de la dureté.