FINE-GRAINED METALLIC COATINGS HAVING THE COEFFICIENT OF THERMAL EXPANSION MATCHED TO THE ONE OF THE SUBSTRATE

Fine-grained (average grain size 1nm to 1,000nm) metallic coatings optionally containing solid particulates dispersed therein are disclosed. The fine-grained metallic materials are significantly harder and stronger than conventional coatings of the same chemical composition due to Hall-Petch strengthening and have low linear coefficients of thermal expansion (CTEs). The invention provides means for matching the CTE of the fine-grained metallic coating to the one of the substrate by adjusting the composition of the alloy and/or by varying the chemistry and volume fraction of particulates embedded in the coating. The fine-grained metallic coatings are particularly suited for strong and lightweight articles, precision molds, sporting goods, automotive parts and components exposed to thermal cycling. The low CTEs and the ability to match the CTEs of the fine-grained metallic coatings with the CTEs of the substrate minimize dimensional changes during thermal cycling and prevent premature failure. L'invention concerne également des revêtements métalliques à grains fins (taille des grains moyenne de 1nm à 1000nm) contenant éventuellement des particules solides dispersées. Les revêtements métalliques à grains fins sont sensiblement plus durs et plus résistants que les revêtements classiques de même composition chimique en raison du renforcement Hall-Petch et présentent de faibles coefficients de dilatation thermique linéique (CTE). L'invention concerne des moyens permettant d'associer le CTE du revêtement métallique à grains fins à celui du substrat en réglant la composition de l'alliage et/ou en modifiant la composition chimique et la fraction volumique des particules enchâssées dans le revêtement. Les revêtements métalliques à grains fins conviennent particulièrement à des articles résistants et légers, à des moules de précision, à des équipements sportifs, à des pièces pour véhicules automobiles et à des composants exposés au cyclage thermique. Le faible CTE et la capacité à associer le CTE des revêtements métalliques à grains fins avec le CTE du substrat minimisent les changements dimensionnels pendant le cyclage thermique et préviennent les défaillances précoces.