Étude comparative du comportement en frottement sec et usure d’un alliage de laiton et d’aluminium

Abstract

L’usure par frottement est un phénomène destructif. Compte tenu des conditions de chargement, des propriétés du matériau et du milieu environnant, le frottement peut provoquer de l’usure en combinant quatre mécanismes classiques (oxydation, adhésion, fatigue en surface et abrasion). Cette étude porte sur la tenue à l’usure de alliage de laiton et aluminium. L’étude évalue et compare le comportement en frottement et en usure des alliages de laiton et d’aluminium sous conditions de glissement à sec. Le comportement tribologique a été étudié et comparé. L’investigation expérimental a été réalisée sur un banc d'essai en service de type pion sur disque équipé de dispositif porte pion permettant la mesure simultanée et sans interférence des efforts normal durant l’opération d’usure. Ces tests consistaient à mesurer la perte d'usure, la rugosité et les variations de température de contact. Les expériences sont effectuées sous une charge et une vitesse de glissement variables. Des observations par microscopie électronique à balayage MEB des surfaces usées pour chaque matériau ont été réalisées et comparées.

Les résultats ont montré que les surfaces des échantillons répondent différemment selon la nature du matériau et les conditions de fonctionnement. L'objectif de l'étude était de développer une meilleure compréhension du comportement à l'usure des matériaux non ferreux (laiton et aluminium). De plus, les résultats de le banc d'essai peuvent aider à fournir des prototypes pour résoudre des problèmes industriels.

Wear by friction is a destructive phenomenon. Considering the loading conditions, the properties of the material and the surrounding environment, friction can cause wear by combining four classic mechanisms (oxidation, adhesion, surface fatigue and abrasion). This study focuses on the wear resistance of brass and aluminum alloy. The study evaluates and compares the friction and wear behavior of a brass and aluminum alloy under dry sliding conditions. The tribological behavior has been studied and compared. The experimental investigation has been carried out on a test bench with a lathe machine where the device tool holder is manufactured and mounted on a test bench and a rotating disc, varying the normal load exerted on the disk by the axis and the speed of rotation of the disk. These tests consisted of measuring the loss of wear. Experiments are performed under varying load and sliding speed. SEM scanning electron microscopy observations of worn surfaces for each material were performed and compared.

The results showed that the surfaces of the samples respond differently depending on the nature of the material and the operating conditions. The objective of the study was to develop a better understanding of the wear behavior of non-ferrous materials (brass and aluminum). In addition, the results of industrial layout can help provide prototypes to solve industrial problems.

التآكل بالاحتكاك ظاهرة مدمرة. بالنظر إلى ظروف التحميل وخصائص المواد والبيئة المحيطة ، يمكن أن يتسبب الاحتكاك في التآكل من خلال الجمع بين أربع آليات كلاسيكية (الأكسدة والالتصاق وتعب السطح والتآكل). تركز هذه الدراسة على مقاومة التآكل للنحاس وسبائك الألومنيوم. تقيم الدراسة وتقارن سلوك الاحتكاك والتآكل للنحاس الأصفر وسبائك الألومنيوم في ظل ظروف الانزلاق الجاف. تم دراسة ومقارنة السلوك الترايبولوجي ، وقد تم إجراء التحقيق التجريبي على طاولة اختبار مع آلة مخرطة حيث يتم تصنيع حامل أداة الجهاز وتركيبه على منضدة اختبار وقرص دوار ، مما يؤدي إلى تغيير الحمل الطبيعي المبذول على القرص حسب المحور وسرعة دوران القرص. تتكون هذه الاختبارات من قياس فقدان التآكل. يتم إجراء التجارب تحت حمولة متفاوتة وسرعة انزلاق. تم إجراء ومقارنة ملاحظات المجهر الإلكتروني لمسح SEM للأسطح البالية لكل مادة.

أظهرت النتائج أن أسطح العينات تستجيب بشكل مختلف حسب طبيعة المادة وظروف التشغيل. كان الهدف من الدراسة هو تطوير فهم أفضل لسلوك التآكل للمواد غير الحديدية (النحاس و الألومنيوم). بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تساعد نتائج التخطيط الصناعي في توفير نماذج أولية لحل المشكلات الصناعية.