GRENSOVERSCHRIJDEND SAMENWERKINGSPROGRAMMA

Met steun van het Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling

ALLIHENTROP

Kerngegevens

Projectleider

MATERIA NOVA (MANO)
Avenue Nicolas Copernic 3
7000 Mons
BELGIE

Contactpersoon

Corinne Nouvellon

Begindatum

01-07-2018

Einddatum

30-06-2022

Budgettaire elementen

Totaal Budget
1 867 383,02 €

Website:

http://www.allihentrop-interreg.eu/





ALLIHENTROP

Synthese en uitvoering van coatings op basis van hoge entropie legeringen

axe1

Categorie

Project

Specifieke doelstelling van het programma

Versterken van het onderzoek en de innovatie van de grensoverschrijdende zone in de strategische sectoren en de sectoren met een sterke complementariteit

Domein van bijstandsverlening

Onderzoeks- en innovatieactiviteiten in openbare onderzoekscentra en kenniscentra, met inbegrip van netwerking


De metallurgische keten moet vandaag kunnen inspelen op de strategische innovatiebehoeften van de prioritaire toepassingsmarkten (automobiel, mechanica, luchtvaart), wil hij zijn voortbestaan veiligstellen. Het is essentieel nieuwe, hoogpresterende materialen te ontwikkelen om het toepassingsgebied uit te breiden naar gebieden met een hogere toegevoegde waarde, terwijl tegelijk de naleving van steeds strengere milieunormen moet worden gegarandeerd. Om aan deze verwachtingen te beantwoorden, stelt het project ALLIHENTROP voor hoogpresterende bekledingen te ontwikkelen op basis van een opkomende materialenklasse, de hoge-entropielegeringen (FR: ALLIages à Haute ENTROPie). Het betreft legeringen met complexe samenstellingen die een groot aantal metalen elementen in dezelfde of ongeveer dezelfde verhoudingen bevatten. Deze materialen hebben unieke eigenschappen. Ze worden ontwikkeld in de vorm van coating met als doel een functie te geven aan een metalen onderdeel of de prestaties van dat onderdeel te verbeteren en zo ondersteunende of structurele materialen met lage toegevoegde waarde te valoriseren. Het is de bedoeling de mogelijkheid aan te tonen om deze legeringen met hoge entropie van de fase van het onderzoekslaboratorium naar de pre-industriële fase over te brengen.

Rapporteringsdatum 14-05-2021

L'objectif du projet est de développer des revêtements haute performance à partir d'une classe émergente de matériaux, les alliages à haute entropie (HEA). Ces alliages sont constitués d'un grand nombre d'éléments métalliques ce qui leur confère des propriétés uniques en termes de dureté, résistance à l'usure et à la corrosion. Dans le cadre de ce projet, des alliages quinaires sont appliqués sous forme de revêtements afin d'apporter une fonctionnalité nouvelle ou améliorée aux pièces traitées. L'apport de la modélisation par ULille a permis de définir un premier alliage quinaire (5 éléments métalliques). La stabilité de la phase Cr23C6, présente dans l'alliage sous forme massive, et des différentes phases présentes lors du refroidissement a été étudiée. Des poudres d'alliages mécano-synthétisées à ULille-UMET et des mélanges de poudres commerciales sont utilisées pour la réalisation de cibles et l'application de revêtements minces par pulvérisation plasma à Materia Nova, ou de revêtements épais par procédé laser au CRIBC. Les dépôts de couches minces sont réalisés sur acier ainsi que sur des substrats spécifiques tels que des acier polis pour faciliter les caractérisations mécaniques et tribologiques (au LAMIH-UPHF) ou silicium et pastilles KBr pour les caractérisations physico chimiques. Les duretés sont assez proches de celles généralement obtenues par chromage électrolytique. Une dureté plus élevée ainsi qu'une meilleure résistance à l'usure ont été observées pour les dépôts issus de poudres d'alliages mécano synthétisées. Des analyses supplémentaires sont en cours pour comprendre ces différences. La composition chimique (EDX) est homogène et similaire à celle des cibles et mélanges de poudres initiaux. Les dépôts sont stables en température, sans évolution de la structure cristallographique (DRX-MET) jusque 800 ou 950 °C ni du caractère paramagnétique (spectroscopie Mössbauer). Les couches épaisses (> 10 µm) sont réalisées par technique laser, sur des aciers à bas taux de carbone. Le principe consiste à déposer une encre contenant un mélange de poudres métalliques commerciales (de composition identique à celles des couches minces), d’un solvant et d'additifs organiques. Ce dépôt est ensuite traité par laser avec un traitement impliquant la fusion globale des différents métaux. L’optimisation de la composition de l’encre et des paramètres laser a permis l’obtention de revêtements de structure parfaitement cubique centrée, d’épaisseur comprise entre 30 et 80 µm, en fonction de l’épaisseur initialement déposée. Par rapport à la composition initiale, le revêtement présente une sur-stœchiométrie en fer attribuée à l'apport du substrat lors du traitement laser. L'observation de la tranche des revêtements par MEB montre une microstructure homogène, formée de grains de quelques microns. Une bonne adhésion du revêtement sur le substrat est observée. D’autres dépôts ont également été préparés à partir de mélanges quaternaires, le cinquième élément, à savoir, le fer, étant apporté par le substrat.