Effect of O2 increase on properties of vanadium oxide coatings

The present research was carried out with the aim of studying the influence of oxygen concentration during processing on the properties of the VOx coatings deposited by cathodic magnetron sputtering on a stainless steel AISI 316L substrate. Mechanical and tribological properties were measured by nanoindentation and sliding wear tests respectively. Adhesion was evaluated by means of the scratch test. In order to determine the texture of the coatings, complementary characterization methods including X-ray diffraction in grazing incidence and Bragg Brentano configurations, as well as V scans, were performed. It was found that the texture of the crystalline coatings is strongly influenced by the amount of partial pressure of oxygen in the reactor atmosphere. The V2O5 phase, with an orthorhombic symmetry, was produced in the coating, which had a pronounced texturing for the (001) plane, exhibiting the best values of hardness and Young modulus. It was shown that, as the oxygen concentration drops to ,1 sccm, the mechanical and tribological characteristics, as well as the coating adhesion, tend to decrease considerably

Influence de la résistance à la fissuration de la couche de combinaison sur la tenue en fatigue des composants nitrurés

Le rôle de la qualité des couches de combinaison et de diffusion dans la résistance à la rupture par fatigue a été établi par l’étude comparative du comportement en fatigue-flexion de deux nuances d’aciers faiblement alliés, 42CrMo4 et 30NiCr11 dans leurs états trempé-revenu et nitruré. Deux types de traitement de nitruration industrielle (ionique et gazeuse) ont été sélectionnés pour avoir des couches durcies de profondeurs équivalentes mais de qualités pouvant être différentes.L’approche développée dans cette étude consiste dans une première étape à évaluer la qualité des couches nitrurées et leurs aptitudes à la déformation par traction. Dans une seconde étape, on détermine, à l’aide des essais de fatigue flexion, leurs effets sur la limite d’endurance à 106 cycles. A l’aide des analyses micrographiques et microfractographiques au MEB, on établit la relation entre la résistance à la fissuration de la couche de combinaison et l’amélioration de la durée de vie en fatigue.Les résultats obtenus montrent que cette durée de vie (Nr) est contrôlée par la phase d’amorçage (Na) à partir de la couche de combinaison. La propagation (Np), rapide dans la couche de diffusion durcie, est essentiellement contrôlée par la structure du matériau de cœur relativement ductile pour les deux nuances étudiées. L’amorçage des fissures de fatigue est sensiblement retardé lorsque la déformation de la couche de combinaison demeure bien en dessous du seuil admissible en traction (εr ≤ 2 %). Ce seuil dépend de la qualité de la couche de combinaison, définie par son intégrité (taux de porosité), sa microstructure (γ’ ou ε + γ’), son niveau de contraintes résiduelles de compression, faible (– 209 MPa) pour la nuance 30NiCr11 et élevé (– 840 MPa) pour la nuance 42CrMo4 et son état de durcissement superficiel. C’est pourquoi la nitruration n’apporte aucune amélioration dans le domaine de fatigue oligocyclique, pour les deux nuances, où la phase d’amorçage est réduite à néant (Na ≈ 0 et Nr # Nr). Dans le domaine de fatigue endurance une amélioration, environ 32 % en terme de limite d’endurance à 106 cycles, est obtenue pour la couche de combinaison de meilleure qualité (42CrMo4) par rapport à celle de l’acier 30NiCr11 responsable d’une dégradation d’environ 25 %

Molecular Analysis of the Mechanical Behavior of Plasticized Amorphous Polymer

Plasticization effects on the mechanical behavior were investigated on two families of materials based on poly(methyl methacrylate) (PMMA) and poly(vinyl chloride) (PVC), respectively. For this purpose, PMMA was blended with poly(vinylidene fluoride) (PVDF) by co-precipitation from solution, all over the PVDF range 0-40 wt% where the samples remain amorphous. Di-octylphtalate (DOP) was mechanically dispersed in PVC over the DOP range 0-20 wt%. The relaxation behavior of the samples was studied by differential scanning calorimetry at heating rate of 10 °C$\cdot$min-1 and by dynamic mechanical analysis at the frequency 1 Hz over the temperature range $-100~^{\circ}$C/150 °C. Stress strain curves were recorded during compression testing at a deformation rate of 2.10-3 s-1. Data analysis was carried out on the molecular scale; it permitted to highlight the influence of the β elaxation motions on the plastic behavior. Consideration of the non elastic part of the energy to yield was clearly related to the contribution of $\alpha$ and $\beta$ motions