Note ABES Research on NiW coatings as a promising replacement for Cr-VI : indentation and X-ray diffraction investigations Revêtements NiW comme alternative au chromage dur : caractérisation par indentation et diffraction de rayons X Revêtement NiW Revêtement Cr-VI Thin film Indentation X-Ray diffraction Cracks analysis Couches minces métalliques Alliages pour revêtement dur Indentation des matériaux Rayons X -- Diffraction Fissuration Essais Les revêtements de chrome dur (Cr-VI) sont obtenus à partir de solutions contenant du Cr6+, elles sont CMR (Cancérogène, Mutagène et Reprotoxique). Leur utilisation est fortement limitée par la réglementation européenne et sera totalement interdite dans les années à venir. Les alternatives actuelles ne sont pas aussi polyvalentes que les revêtements en chrome dur. Cette étude compare, du point de vue de leurs propriétés mécaniques, certaines alternatives basées sur des revêtements NiW (au nickel-tungstène) obtenus par voie électrolytique. Tout d'abord, les revêtements sont étudiés par indentation à échelle microscopique, incluant des tests classiques et instrumentés, effectués sur la surface originelle et la section transversale. Un protocole d'analyse est proposé pour prendre en compte le défaut de pointe, l'effet de taille en indentation et la contribution du substrat. La dureté du Cr-VI est respectivement de 8,0 et 8,5 GPa sur la surface originelle et la section transversale. Elle est presque deux fois supérieure à celles des revêtements NiW obtenus avec deux densités de courant différentes, à savoir 4,4 et 5,0 GPa. La microstructure des revêtements Cr-VI et NiW est explorée par des tests de DRX (diffraction de rayons X) ex-situ puis in-situ sous température. En plus de la croissance des taille de grains avec la température, la DRX révèle une réduction des contraintes résiduelles dans les revêtements. L'adhérence et la ténacité des revêtements sont étudiées par plusieurs approches expérimentales (indentation, essai de traction, rayure). Les revêtements NiW électrodéposés avec la densité de courant la plus élevée ont de meilleurs comportements d'adhérence et de ténacité que les NiW avec une densité de courant plus faible et que le Cr-VI. Hard chrome coatings (Cr-VI) are obtained from Cr6+ solutions that are CMR (Carcinogenic, Mutagenic and Reprotoxic). Their use is strongly limited by UE regulations and will be completely forbidden in the next coming years. Current alternatives do not have such high versatility as hard chrome coatings. This study aims to compare some alternatives based on electroplated NiW (nickel tungsten) coating, regarding their mechanical properties. Firstly, coatings are investigated by means of indentation at a microscale, including classical and instrumented tests, performed on top surface and cross-section. A full processing protocol is proposed to take into account tip defect, indentation size effect and contribution of the substrate. The hardness of Cr-VI is found to be 8.0 and 8.5 GPa on top surface and cross-section respectively. It is almost two times higher than these of NiW coatings obtained with two different current density, namely 4.4 and 5.0 GPa. Microstructure of both Cr-VI and NiW coatings are explored by ex-situ and in-situ under temperature X-ray diffraction tests. In addition to the growth of crystallites with temperature, XRD reveals a decrease of the residual stress inside the coatings. Adhesion and toughness of coatings are investigated by several experimental approaches (indentation, tensile test, scratch test). NiW coatings electroplated with the highest current density have a better adhesion and toughness behaviors than NiW with lower current density and Cr-VI. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 4728968 https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/EDENGSYS/2022/2022ULILN041.pdf https://theses.hal.science/tel-04860635 https://theses.hal.science/tel-04860635 https://theses.fr/2022ULILN041/abes https://theses.hal.science/tel-04860635 https://theses.hal.science/tel-04860635 https://theses.hal.science/tel-04860635 Lu Siyang Lu 1992-07-24 CN 270373209 https://theses.fr/2022ULILN041 2022ULILN041 https://doi.org/10.70675/a4252d61z8824z4067z9386zf5bfdfaedfb2 2022-12-05 Mécanique des solides, des matériaux, des structures et des surfaces Université de Lille (2022-....) 259265152 Doctorat Docteur es non oui Roudet Francine MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 061132705 Montagne Alex MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 151716838 Richard Caroline MADS_PRESIDENT_DU_JURY 060373172 Mouftiez Anne MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 169812618 Fillon Amélie MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 155425730 Chicot Didier MADS_MEMBRE_DU_JURY_3 118403745 Mejias Alberto MADS_MEMBRE_DU_JURY_4 19627611X Richard Caroline MADS_RAPPORTEUR_1 060373172 Le Bourhis Éric MADS_RAPPORTEUR_2 094945411 École graduée Sciences de l’ingénierie et des systèmes (Lille ; 2021-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 25860221X LGCgE - Laboratoire de Génie Civil et géo-Environnement MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 249848 161607160 ddc:620 Roudet Francine Montagne Alex Richard Caroline Mouftiez Anne Fillon Amélie Chicot Didier Mejias Alberto Richard Caroline Le Bourhis Éric École graduée Sciences de l’ingénierie et des systèmes (Lille ; 2021-....) LGCgE - Laboratoire de Génie Civil et géo-Environnement PDF 4728968