Etude et sélection d’alliages à composition complexe sans cobalt à finalité tribologique

Il est nécessaire de développer des revêtements sans cobalt possédant une bonne résistance à l’usure afin de remplacer les alliages de type stellite® qui sont utilisés dans les centrales nucléaires. En effet, les débris de cet alliage sont activés sous flux neutronique et forme du 60Co, un isotope radioactif susceptible de contaminer le reste de l’installation. Les matériaux sans cobalt, base nickel ou base fer, proposés pour le moment ne présentent pas des propriétés tribologiques concurrentes à celles du stellite®. Les AHE (Alliage à Haute Entropie) et ACC (Alliage à Composition Complexe) peuvent être de bons candidats. En effet, ces alliages possèdent des domaines de compositions particulièrement étendus par rapport aux alliages conventionnels, qui donnent alors accès à un vaste espace de propriétés, en particulier mécaniques. Dans un premier temps, l’étude de plusieurs ACC par la méthode CALPHAD (CALculation of PHAse Diagram) a été réalisée afin de déterminer des compositions favorisant la présence de phases intermétalliques dures bénéfiques au comportement tribologiques. Le travail s’est poursuivi par la réalisation de plusieurs séries d’alliages. Des caractérisations microstructurales et tribologiques ont permis de retenir une unique composition comme meilleure candidate potentielle au remplacement des alliages base cobalt. Cette composition a alors été élaborée sous forme de poudre puis de revêtement en utilisant les procédés de DLD (Direct Laser Deposition) et compression isostatique à chaud. Leur microstructure et leur comportement tribologique a été comparé à celui du stellite®.