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Le Laboratoire d’analyse Mallard


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Notre laboratoire Matériaux / Métallurgie est désormais opérationnel et vient compléter notre expertise dans les métiers de la Mécanique / Métallurgie en nous procurant la capacité d’analyser structures, traitements… Et en particulier nos traitements de surface par voie sèche.

Nos possibilités d’analyse et les premières applications :

La préparation métallographique

La préparation des échantillons pour une analyse microstructurale commence par une coupe de qualité, réalisée à l’aide d’une micro-tronçonneuse permettant de contrôler l’avance et l’effort de la lame dans le matériau afin de minimiser la profondeur des déformations à la surface de l’échantillon.

Mallard est en capacité de réaliser des coupes de précision sur tous types de matériaux : polymère, métallique, céramique ou carbure, possédant des duretés faibles ou très élevées (>1000 HV).

Avant la préparation métallographique, les échantillons sont préparés à l’aide d’une résine d’enrobage à chaud utilisant la chaleur et la pression pour encapsuler et préserver les bords des échantillons à la forme complexe. Pour les matériaux sensibles à la chaleur, l’enrobage à froid à base de résine époxy est une alternative.

Mallard est doté d’une polisseuse automatique afin de finaliser la préparation métallographique en passant d’une surface d’échantillon brute de coupe à une surface polie miroir permettant l’observation des spécificités microstructurales de l’échantillon.

Chaque échantillon étant de nature différente, Mallard met au point ses recettes de polissage en se basant sur l’expérience de ses opérateurs qualifiés et expérimentés, ainsi que sur des produits de qualité adaptés à la nature et aux caractéristiques des matériaux à analyser. Le succès de la préparation passe par la diminution successive de la taille des particules abrasives, dont le rôle est de couper la matière de plus en plus finement, en utilisant des suspensions diamantées jusqu’à 1µm puis de terminer avec des particules colloïdales nanométriques.

labo-analyse-mallard Paillasse de préparation avec tronçonneuse, enrobeuse et polisseuse (de droite à gauche).

L’observation microstructurale :

Il s’agit là du coeur de la caractérisation métallographique, l’observation microstructurale est réalisée à l’aide d’un microscope optique offrant une résolution de l’ordre du micron (millième de millimètre). Dans le cas de revêtement de projection thermique, le traitement et l’exploitation des images obtenues sur les échantillons polis permet d’accéder à des caractéristiques, telles que le taux de porosité des couches, le taux de particules infondues, la contamination de l’interface et la qualité de la liaison avec le substrat. Pour les mélanges composites, la quantification de chacun des constituants est également possible grâce au traitement des clichés micrographiques par des logiciels d’analyse d’image.

Dans le cas de matériaux massifs, nous avons la possibilité de réaliser des attaques chimiques sélectives afin de révéler les particularités microstructurales des échantillons tels que la présence de phases spécifiques (carbures, nitrures, …), les macles, les joints de grains, les précipités.

La microdureté :

Caractéristique clé dans le cas des revêtements, Mallard est équipé d’un microduromètre permettant de venir mesurer avec précision et localement, la dureté de l’échantillon. Notre équipement dispose de deux types de pénétrateur : Vickers et Knoop (conformes aux normes internationales ISO 65607, ISO 4545 et ASTM E384), avec une large plage de charge allant de 10gf (HK/HV0.01) à 2kgf (HK/HV2). Les échantillons sont manipulés à l’aide d’une table XY équipée de micromètres analogiques permettant de réaliser des filiations de dureté au sein de l’échantillon avec une précision jusqu’à 10µm.

labo-analyse-mallard2 Paillasse d’analyse métallographique avec microduromètre et microscope optique (de gauche à droite)

Exemple d’observations :

Revêtement cold spray de Cuivre sur substrat Aluminium

cold-spray-cu-al Dépôt Fin d’environ 100µm de cuivre 99,95 %, porosité < 0,1 %


Mesure de la microdureté sur super alliage duplex

filiation-durete
Filiation de dureté : 4 points dans le dépôt et 2 points dans le substrat


Rechargement acier Inoxydable par cold spray

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Dépôt épais d’acier inox réalisé à l’aide d’un cold spray portable haute pression

Revêtement HVOF WC-17Co

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Dépôt carbure de tungstène ultra dur, micro-dureté > 1100 HV et porosité < 1 %.