Laboratoire MMS
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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 Améliorez durablement les propriétés mécaniques et esthétiques de vos substrats métalliques
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Laboratoire MMS(Science des Matériaux Métalliques)
Département d’Aérospatiale & Mécanique
Université de Liège
Prof. Jacqueline Lecomte-BeckersProfesseur
« Microstructure et propriétés de revêtements épais à résistance à l’usure améliorée obtenus par additive manufacturing »
Innovative and Sustainable CoatingsAméliorez durablement les propriétés mécaniques et esthétiques de vos substrats métalliques
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)
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
thermophysiquesPropriétés
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
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
Du
reté
HV
20
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 surcarbure MC
MEB
Mini ZATBain de fusion
Comparaison Laser Cladding et coulée conventionnelle
SubstratDépôt
Carbures M2C en blancCarbures MC en noir
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 1200Ther
mal
dif
fusi
vity
[m
m²/
s]
Temperature [°C]
(T)=(T)*(T)*Cp(T)
0
2
4
6
8
10
0 200 400 600 800 1000 1200
Den
sity
[g/
cm³]
Temperature [°C]
0
5
10
15
20
25
30
35
0 200 400 600 800 1000 1200
Ther
mal
co
nd
uct
ivit
y [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
Tau
x d
'usu
re [
10
-5m
m³/
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
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
Frac
tio
n m
ola
ire
de
chaq
ue
ph
ase
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’équilibreentre l’état liquide et 500°C (ThermoCalc)
Acier HSS
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)
Ir. Jérôme Tchoufang TCHUINDJANGSenior Researcher
+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.beUniversité de Liège
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