Laboratoire d'analyses de défaillances métallurgiques
Vos besoins : optimiser la fabrication de vos produits métalliques et analyser les causes de défaillances métallurgiques
Sidérurgistes, fondeurs, constructeurs et fournisseurs, vous êtes soumis à d’importants enjeux stratégiques vous obligeant à surveiller la qualité de vos matériaux pour optimiser vos processus industriels (coûts, délais, taux de rebut…). FILAB, laboratoire d’analyses de métallurgie et sidérurgie et de défaillances métallurgiques vous accompagne.
Qu’elles soient utilisées dans le domaine de l’aéronautique, de l’automobile, du médical, du ferroviaire ou du nucléaire, les pièces en alliage métallique assurent des fonctions mécaniques stratégiques pour la sécurité des personnes et des biens.
Qu’est-ce qu’une défaillance métallurgique ?
Une défaillance métallurgique ou défaillance d’alliage métallique se produit lorsqu’un matériau métallique ne peut plus remplir sa fonction en raison d’un changement dans sa structure, sa composition ou ses propriétés physiques. Cette défaillance se caractérise avant tout par une altération des propriétés mécaniques du matériau métallique. Cela peut entraîner des fissures, de la porosité, de la corrosion, des ruptures, de l’oxydation et d’autres problèmes qui affectent la performance et la durabilité de la pièce ou de la structure.
Les problématiques liées aux défaillances métallurgiques
De la conception à la mise sur le marché d’un produit à composants métalliques, vous faites face à plusieurs types de problématiques, portant sur :
- Le contrôle des matières premières
- La substitution d’alliages métalliques
- La compréhension et l’anticipation du comportement des matériaux dans leur environnement d’utilisation
- Les performances des traitements de surface
- L’optimisation des procédés de fabrication et d’usinage pour réduire le risque de défaillance.
Les causes de défaillances métallurgiques
Les défaillances métallurgiques sont généralement causées par des variations imprévues dans les conditions d’utilisation ou de fabrication, telles qu’un traitement thermique inapproprié, une pression excessive, des contraintes mécaniques ou de surcharge induisant une fatigue due à des sollicitations répétées, mais aussi des phénomènes de corrosion, ou un processus de fabrication défectueux. Une analyse métallurgique et métallographique en laboratoire est souvent nécessaire pour identifier les causes sous-jacentes des défaillances observées.
Pourquoi faire appel à un laboratoire spécialisé en défaillances métallurgiques ?
En tant qu’industriel dans les domaines de la Métallurgie, Sidérurgie et Fonderie, il est primordial d’optimiser la fabrication de vos produits métalliques. Les défaillances métallurgiques peuvent être dangereuses et coûteuses car elles peuvent entraîner une perte d’intégrité structurelle, des accidents industriels et des réparations coûteuses.
Comprendre les causes de défaillances métallurgiques qui peuvent compromettre les performances de vos produits exige une expertise pointue et une analyse rigoureuse des paramètres impliqués dans la fabrication de vos pièces. Le laboratoire FILAB est là pour vous accompagner dans cette démarche en vous fournissant des solutions personnalisées d’analyse des défaillances métallurgiques.
Nos solutions : accompagner les industriels grâce à notre expertise métallurgique pour identifier et résoudre les défaillances de produits métalliques
FILAB, laboratoire formé d’experts en analyse métallurgique et en caractérisation de défaillances, vous propose ses prestations de services analytiques, de la conception à la fabrication et à la mise en œuvre d’un produit à composants métalliques.
Fort de son expérience et de son parc analytique de pointe, la laboratoire FILAB dispose d’une large gamme d’outils spécifiques au secteur métallurgique permettant d’assurer les prestations suivantes :
Ainsi, associée à des contrôles de la composition chimique et des propriétés mécaniques, l’expertise métallurgique permettra de vérifier la structure métallographique générale du matériau et de mettre à jour la présence éventuelle de défauts. Ces défauts (précipités, inclusions, porosités, retassures, …) constituant des points de fragilité.
Notre expertise métallurgique par examen métallographique
Lorsqu’il s’agit de comprendre les propriétés d’un matériau métallique, l’examen métallographique peut fournir des informations importantes sur sa structure interne. Cela peut révéler la présence de défauts, de discontinuités et autres anomalies qui peuvent altérer les performances et la durée de vie du matériau. Le laboratoire FILAB est spécialisé dans l’analyse métallographique.
Les différentes techniques d'analyse de défaillances métallurgiques
Les techniques d’analyse de défaillance métallographique se basent sur l’étude de la microstructure de l’échantillon prélevé sur le composant métallique endommagé par la défaillance.
Différentes techniques sont utilisées lors de l’analyse d’une défaillance métallurgique ou défaillance d’alliage métallique :
- La microscopie optique permet d’observer les structures en surface et les défauts de l’échantillon à l’aide de différentes techniques de coloration et de polarisation.
- La MEB pour la métallurgie utilise des faisceaux d’électrons pour étudier la structure interne de l’échantillon avec une résolution supérieure à celle de la microscopie optique.
- La diffraction des rayons X permet d’obtenir des informations sur la structure cristalline de l’échantillon.
Nos analyses de défaillances métallurgiques
Nos analyses chimiques complémentaires
Essai de coulabilité sur poudres
Contrôle de nuances d'alliages métalliques : ferreux et non ferreux, aciers inoxydables (NF EN 10088-1/2/3), bases titane, cuivre, plomb, nickel, zinc, aluminium, étain, cobalt...)
Analyse d'aluminium, thalium, gallium et indium
Etude de défaillances : étude des facies de rupture, analyse de contaminations ou particules, problème d'adhérence, phénomène de corrosion, examen métallographique, analyse de soudure...
Analyses chimiques à façon : détermination de pureté et d'impuretés
Analyses de surface et caractérisation de revêtement
FAQ
Les étapes d’analyse de défaillance métallurgique
L'analyse de défaillance métallurgique permet de comprendre les raisons d'une défaillance sur un métal. Cette analyse commence par l'examen visuel et macroscopique du matériau, suivi de la préparation de l'échantillon pour l'observation microscopique. (optique, électronique à balayage et la diffraction des rayons X) pour analyser la structure et la composition de l'échantillon.
Les résultats de ces analyses aident le laboratoire à identifier le type de défaillance, comme la corrosion, la fatigue, la rupture, etc.
Les différences entre expertise métallographique et métallurgique
La métallurgie se concentre sur l'étude des propriétés physiques et chimiques des métaux et des alliages, ainsi que sur la fabrication et le développement de nouveaux matériaux pour des applications spécifiques.
La métallographie est une technique d'analyse spécifique qui implique la préparation d'échantillons de métal pour les analyser au microscope. Elle permet d'examiner leur structure, leur composition et leur qualité. La métallographie est essentielle pour caractériser les microstructures des métaux, ce qui est utile pour comprendre leur comportement mécanique et leur susceptibilité à la corrosion ou à d'autres phénomènes de dégradation, soit les défaillances métallurgiques.
L’expertise de Filab dans le domaine de la métallurgie est ainsi renforcée par l’expertise en métallographie. Par le biais de cette expertise métallurgique, le laboratoire est en mesure d’effectuer des analyses sur la structure des métaux lors de différentes analyses.
Les différences entre l'analyse de faciès de rupture et la fractographie
L'analyse de faciès de rupture et la fractographie sont deux techniques d'analyse de la rupture d'un matériau. La rupture fait partie des défaillances de matériaux.
L'analyse de faciès de rupture se concentre sur l'examen macroscopique de la surface de rupture, tandis que la fractographie examine la microstructure de la surface de rupture à l'échelle microscopique. Cette différence permet d'obtenir des informations complémentaires sur la rupture d'un matériau.
La fractographie est particulièrement utile pour les matériaux présentant une structure fine ou complexe, tandis que l'analyse de faciès de rupture est plus applicable aux matériaux présentant une structure macroscopique plus simple. En combinant ces deux techniques, le laboratoire peut obtenir une compréhension plus complète de la défaillance d'un matériau.
Pourquoi résoudre les défaillances des alliages de métaux ?
Les industriels sont confrontés à de nombreuses problématiques liées aux défaillances des alliages métalliques, qui nécessitent une approche multidisciplinaire.
Résoudre les défaillances des alliages de métaux permet de s’engager dans une amélioration continue pour optimiser la performance et la fiabilité des produits tout en minimisant les impacts sur l'environnement et en garantissant la sécurité.
La détection des défaillances, la compréhension de leurs mécanismes complexes, et la sélection judicieuse des matériaux sont au cœur des enjeux industriels. Le laboratoire FILAB propose des analyses de défaillances et un accompagnement en recherche et développement.
Quelles sont les défaillances des alliages de métaux ?
Certains alliages métalliques spécifiques peuvent subir des défaillances caractéristiques, la composition de l’alliage pouvant influencer le type de défaillance rencontrée.
- Acier Inoxydable (Austénitique)
Fissuration par corrosion sous contrainte (SCC) : Les environnements chlorés peuvent induire des fissures dans les aciers inoxydables austénitiques, en présence de contraintes internes ou appliquées.
- Alliages d'Aluminium
Corrosion galvanique : Lorsque des alliages d'aluminium sont en contact avec un métal comme l’acier inoxydable, et en présence d'un électrolyte, l'aluminium peut subir une corrosion accélérée due à la différence de potentiel électrochimique entre les métaux.
- Alliages de Titane
Corrosion par piqûres : Bien que les alliages de titane soient extrêmement résistants à la corrosion, dans des environnements très agressifs, par exemple, en présence de chlorures à haute température, ils peuvent subir une corrosion localisée.
- Aciers
Corrosion atmosphérique : Les aciers, s'ils ne sont pas correctement protégés, peuvent subir une corrosion rapide lorsqu'ils sont exposés à l'atmosphère, particulièrement dans des environnements humides ou salins, conduisant à la formation de rouille.
- Alliages de Nickel
Fluage à haute température : Les alliages à base de nickel, sous des contraintes extrêmes et à des températures très élevées, peuvent se déformer lentement.
- Bronze
Fatigue : Les composants en bronze peuvent subir des défaillances par fatigue en raison de charges cycliques répétées.
Chaque alliage a des propriétés uniques qui influencent le comportement face à différentes conditions d’utilisation et d’environnement. La compréhension des mécanismes de défaillance spécifiques à chaque type d'alliage est essentielle pour la sélection des matériaux et la conception des composants.
Quels types de défaillances surviennent sur des alliages métalliques ?
Les alliages métalliques peuvent subir différents types de défaillances en fonction de leur composition, de leur traitement thermique, de leur utilisation, et de l'environnement dans lequel ils se trouvent. Voici les principaux types de défaillances rencontrées dans les alliages métalliques :
- La fatigue d’un matériau et ici du métal désigne la défaillance progressive d'un matériau sous l'effet de contraintes répétées ou fluctuantes qui sont souvent bien inférieures à la limite d'élasticité du matériau.
- La corrosion est la dégradation des métaux causée par une réaction chimique avec leur environnement.
- L'usure est la perte progressive de matière sur la surface d'un métal due à des contacts physiques et à des mouvements relatifs.
- La fissuration par corrosion sous contrainte est une défaillance causée par la combinaison de la corrosion et des contraintes de traction.
- Le fluage est la déformation lente et permanente d'un matériau sous l'effet de contraintes constantes à haute température.
- La fragilisation par l'hydrogène est un processus par lequel les métaux deviennent plus fragiles et susceptibles de se fissurer en présence d'hydrogène.
- La fragilisation par revenu se produit dans certains aciers alliés qui, lorsqu'ils sont exposés à certaines températures intermédiaires, peuvent perdre leur ténacité.
Ces types de défaillances montrent l'importance de choisir le bon alliage pour une application spécifique, ainsi que l'importance du traitement thermique, de la conception, et de la maintenance dans la durée de vie des composants métalliques.
