Contribution à l'étude et la caractérisation physico-chimique des alliages fer-aluminium

Abstract

Les alliages fer aluminium (B2), contiennent généralement entre 34 et 52% at d’aluminium. En plus des propriétés en commun avec d’autres intermétalliques (point de fusion élevé, bonne tenue mécanique jusqu’aux températures intermédiaires), les alliages fer aluminium possèdent des avantages particuliers: matière premières moins coûteuses, faible densité, excellente résistance à la corrosion même en milieu agressif. Cependant, son application industrielle est limitée en raison de sa grande fragilité à température ambiante et à sa faible résistance au fluage, ce qui complique également les processus de fabrication. Afin de surmonter ces limitations, des alliages FeAl de structure B2 contenant différents éléments d’addition (B, Ti, Zr), ou encore présentant des grains de taille très faible (de l’ordre du nano) ont été élaborés. Les alliages de fer et d'aluminium avec une composition nominale de FeAl40 et des ajouts des éléments d’addition tel que le (B, Ti, Zr) ont été élaboré dans un four à arc. Ces alliages ont été testés pour leur résistance à la corrosion. En raison du problème des alliages ayant une grande taille de grain sur l’élaboration à four à arc, il a été décidé de les produire par des méthodes de non-équilibre afin de diminuer la taille du grain. Ainsi, les alliages ont ensuite été produits par un procédé de mécano synthèse. Les poudres à base de fer aluminium avec l'ajouts des éléments comme le Ti, B et Zr broyées pendant plusieurs heures dans un broyeur planétaire (Fritsch P4), après le broyage les poudre broyés sont suivi par une consolidation à haute pression. Les microstructures des alliages élaborés ont été examinées par microscope électronique à balayage (MEB). La diffraction aux rayons X a été effectuée pour identifier les différentes phases cristallines obtenues dans le matériau. L’évolution de ces propriétés est vérifiée par la technique non destructive telle que le magnétomètre à échantillon vibrant (VSM). La micro-dureté augmente selon la réduction de la taille des grains, comme prévu dans la relation Hall-Petch.