Dissertations / Theses on the topic 'Alliages réfractaires – Teneur en nickel'
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1
Willemin, Pascal. "Equilibres de phases dans les alliages à base de nickel contenant de l'aluminium, du tantale et du titane." Grenoble INPG, 1986. http://www.theses.fr/1986INPG0034.
Full textAbstract:
Etude de quelques systemes riches en nickel, consideres comme modeles d'alliages destines a la solidification monocristalline d'aubes de turbines : ni-al-ta, ni-al-ti, (ni, co, cr)-omega -al-ti. Determination des sections isothermes et des surfaces liquidus. Analyse systematique des elements d'addition : omega , cr. Analyse par calcul thermodynamique de la stabilite des phases
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Le, Blanc Annie. "Étude du brasage-diffusion de superalliages base nickel : application à l'assemblage ATGP3/DS247." Compiègne, 1990. http://www.theses.fr/1990COMPD247.
Full textAbstract:
Le brasage diffusion est un procédé d'assemblage pour matériaux utilisés à hautes températures. Nous avons étudié la microstructure du système DS247 (base Ni-9Co-9,3W-7,8Cr-5,2A1-2,8Ta-1,4Hf-0,6Ti-0,4Mo-0,07C, %pds) et ATGP3 (base Ni-16,5Co-15Cr-5Mo-4A1-3,5Ti-0,025C), superalliages assemblés avec un ruban BNi-3 (base Ni-3,2B-4,5Si-1,5Fe). L'étude de la microstructure du joint a été réalisées après chacun des traitements suivants : brasage, CIC, précipitation et vieillissement. La structure et la composition des phases ont été déterminées par MEB, MET et microsonde électronique. Les borures suivants ont été identifiés : Ni3B, M23B6, MB12, W2B et Cr5B3. Ni3B et m23B6sont présents dans la zone liquide durant le brasage; ils disparaissent dans le joint vieilli. Les profils de concentration du silicium ainsi que le calcul de son coefficient de diffusion dans un alliage (Ni-10Cr) et dans les superalliages montrent que le silicium diffuse moins rapidement que le bore. Le brasage diffusion est contrôlé par la solidification isotherme. Un modèle mathématique a été développé pour décrire ce processus de solidification provenant de la diffusion du bore dans les superalliages, accompagnée d'une précipitation de borures. Il est à noter que les modèles précédents ne tiennent pas compte de la précipitation de borures, qui jouent cependant une part importante dans le processus de solidification.
3
Chassaigne, Jean-Christophe. "Fissuration à hautes températures du superalliage base nickel N18 élaboré par métallurgie des poudres : Etude du couplage mécanique-environnement en pointe de fissure." Paris, ENMP, 1997. http://www.theses.fr/1997ENMPA001.
Full text
4
Hoinard, Geneviève. "Contribution à l'étude de l'anisotropie de l'écrouissage à 650c dans les monocristaux de superalliages base nickel AM3 et CMSX2." Paris 13, 1992. http://www.theses.fr/1992PA132020.
Full textAbstract:
On s'intéresse dans ce travail expérimental aux caractéristiques d'anisotropie de comportement mécanique des superalliages monocristallins à base nickel, dont on réalise à l'heure actuelle les aubes de turboréacteurs. Les matériaux utilisés sont le CMSX2 et l'AM3, de compositions chimiques et de morphologie proches. Ils sont notamment caractérisés par une fraction volumique élevée de précipités cuboïdaux, en cohérence avec la matrice. On a effectué, pour explorer l'anisotropie de la surface d'écoulement initiale de ces matériaux et son évolution durant les premiers stades de la déformation plastique qui est fonction de l'anisotropie d'écrouissage, des essais de traction et de compression quasi statiques, monotones et séquentiels (compression suivie de traction transverse) selon diverses orientations cristallines proches des axes 001, 011, 111. La température des essais est de 650c, température de service des pieds d'aubes. On a obtenu de ces essais et dans l'hypothèse d'un comportement homogène du matériau des caractéristiques d'anisotropie initiale qualitativement conformes aux données de la littérature pour ce type de matériau et pour l'anisotropie écrouissage, une matrice de coefficients d'interactions entre paires de systèmes de glissement qui distinguent les interactions d'autoécrouissage d'un système donné, celles entre différents systèmes d'un même groupe et les interactions entre systèmes de groupes différents. Les systèmes de glissement se répartissent en trois groupes : les systèmes octaédriques sollicités de telle sorte que la configuration des dislocations mobiles est dite facile, ces mêmes systèmes en sollicitation telle que la configuration des dislocations est dite difficile et les systèmes cubiques. On aboutit à une matrice dont les coefficients d'autoécrouissage sont croissants pour les trois groupes de systèmes dans l'ordre ou ils sont ci-dessus cités, les coefficients d'interaction entre systèmes d'un même groupe sont globalement supérieurs aux coefficients d'autoécrouissage du groupe, les coefficients d'interaction de groupe à groupe sont au contraire de l'ordre des coefficients d'autoécrouissage. L'analyse de la limite d'élasticité a été reprise dans le cadre d'une approche biphasée pour évaluer l'effet éventuel de la nature hétérogène du matériau sur son comportement moyen et illustrer les possibles écarts d'interprétations des observations par rapport à l'analyse homogène usuelle. L'application d'une telle approche biphasée à l'analyse des propriétés d’écrouissage est une des perspectives ouvertes de l'étude.
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Clarisse, Marie-Hélène. "Microstructure et déformation plastique d'alliages à base de nickel contenant du bore élaborés par refroidissement rapide." Paris 11, 1986. http://www.theses.fr/1986PA112137.
Full textAbstract:
Deux superalliages à base de nickel contenant respectivement 1,6 et 3,5 % en poids de bore ont été élaborés par hypertrempe sur rouleau. Après densification à chaud, les alliages obtenus ont une structure microcristalline biphasée, de grain Ɣ ou Ɣ+Ɣ’ et de borures. La déformation plastique de ces matériaux a été étudiée au moyen d'essais de compression à vitesse de déformation imposée dans le domaine de température 20-1000°C et en fluage aux alentours de 0,6 Tf (Tf = température de fusion). La limite élastique de ces alliages décroît rapidement à haute température. Cette chute brutale a été expliquée par l'apparition du glissement aux joints de grain à haute température. La microstructure de déformation est la suivante à température ambiante, la déformation est homogène à l'intérieur des grains. Nous observons quelques empilements de dislocations près des joints; à haute température, la plupart des grains sont dépourvus de dislocations, même après plusieurs pourcent de déformation. Lorsqu'il y en a, les dislocations sont concentrées près des joints de grains. Les résultats de fluage ont ensuite montré qu'au-dessus de 600°C, le mécanisme de déformation régissant la vitesse de fluage est dominé par le glissement aux joints de grain contrôlé par la diffusion au cœur des dislocations. Nous avons obtenu une loi de forme : ɛ= A DcGb/kT [b/d]² [o/G]⁴Two nickel-based super alloys containing respectively 1. 6 and 3. 5 weight% of boron were prepared by melt spinning. After hot extrusion, the alloys had a microcrystalline structure which was a mixture of Ɣ or Ɣ+Ɣ’ grains and of borides. The plastic deformation was studied in compression from room temperature up to 1000°C and in creep-compression near 0. 6 Tm (Tm : melting point). The yield stress of these alloys decreases rapidly at high temperature the drastic decrease was explained by grain boundary sliding. The microstructure of deformation is the following at room temperature, the deformation is homogeneous inside the grains pile-ups of dislocations stopped against the grain boundaries are observed at high temperature (T higher than 600°C), no dislocations can be found in most grains, after several percent of deformation; when present, the dislocations are mainly concentrated near the multiple grain boundary junctions. Creep results have shown that above 600°C, the creep mechanism is dominated by Grain Boundary Sliding controlled by pipe diffusion. The deformation rate is a law as: ɛ= A DcGb/kT [b/d]² [o/G]⁴
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Estevez, Rafaël. "Etude théorique et expérimentale de l'influence de la nature biphasée des superalliages monocristallins base nickel sur leur comportement élastoplastique, de la température ambiante à 650c." Paris 13, 1995. http://www.theses.fr/1995PA132030.
Full textAbstract:
Nous avons étudié, entre la température ambiante et 650c, le comportement élastoplastique des superalliages monocristallins base nickel en prenant pour objet d'étude la nuance mc2. Nous avons tenu compte de la nature biphasée / de ces matériaux dans la modélisation, de type auto-cohérent, du comportement mécanique global que nous avons developpé. Nous utilisons des lois de comportement monocristallines pour chaque phase, nous évaluons quelle peut être l'influence d'une telle structure biphasée sur l'anisotropie d'écrouissage du matériau et nous estimons quelles peuvent être les hétérogénéités, de contrainte et de déformation, consécutives. Nous avons aussi intégré à notre étude théorique deux effets particuliers de ce matériau: le désaccord paramétrique et l'effet d'interface dont nous discutons l'influence sur le comportement macroscopique du matériau. Des confrontations entre prédictions de simulation et résultats expérimentaux ont été réalisées systématiquement
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N'Gandu, Muamba Justin Maximilien. "Contribution à l'étude de l'oxydation des revêtements d'aluminiures du type NiAl, simples ou modifiés, déposés sur le nickel et des superalliages à base nickel." Aix-Marseille 1, 1993. http://www.theses.fr/1993AIX11069.
Full textAbstract:
Le comportement a l'oxydation des revetements d'aluminiure realises par aluminisation directe au cours d'un traitement de depot chimique en phase vapeur (cvd ou cementation activee), peuvent etre ameliores par addition de chrome et/ou de faibles quantites d'elements dits reactifs tout en respectant les proprietes mecaniques de l'alliage et en conservant leur faible cout de realisation. Les deux effets notables apportes par ces additions sont principalement l'amelioration tres marquee de l'adherence de la couche d'alumine protectrice formee au cours de l'oxydation et, dans une moindre mesure, la diminuation de la vitesse d'oxydation. Les morphologies des couches d'oxyde obtenues nous ont conduit a classer ces elements en deux groupes distincts en fonction de leur influence respective sur la vitesse d'oxydation et de la nature de l'oxide forme (spinelle ou oxyde simple entoure d'une gaine d'alumine). Le mecanisme que nous proposons pour expliquer l'amelioration de l'adherence fait intervenir l'influence de ces deux groupes d'elements sur les proprietes plastiques et mecaniques de la couche d'oxyde (groupe 1: spinello-formeurs) ou sur les proprietes plastiques et mecaniques de l'alliage du substrat (groupe 2: gaino-formeurs)
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Bennouna, Abdouh. "Etude de l'oxydation du superalliage réfractaire inconel 718 (NC19F eNb) : rôle des précipités de carbure de niobium et de phase delta (Ni 3Nb)." Toulouse, INPT, 1986. http://www.theses.fr/1986INPT005G.
Full textAbstract:
Etude du comportement en atmosphere oxydante du superalliage base nickel inconel 718. Influence des precipites de carbures de niobium et de phase delta (ni::(3)nb) sur l'oxydation. Resultats experimentaux: cinetiques d'oxydation, morphologie et composition des produits formes, interpretation. Proposition d'un modele permettant d'expliquer la sensibilite de l'inconel 718 a la fissuration a chaud
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Touratier, Fabienne. "Etude des mécanismes de déformation et d'endommagement du superalliage à base de nickel MC2 en fluage aux très hautes températures." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2008. http://oatao.univ-toulouse.fr/8371/1/touratier_partie_1_sur_2.pdf.
Full textAbstract:
Le MC2 est un superalliage base nickel monocristallin constitué d'une matrice austénitique gamma renforcée par des précipités intermétalliques ordonnés gamma'. Cet alliage est couramment utilisé pour des applications à très haute température telles que les aubes de turbines. Son comportement aux très hautes températures est ici étudié en abordant deux aspects. Une modification du comportement en fluage anisotherme à 1150°C, où apparaissent une augmentation de la vitesse de fluage et une diminution de la durée de vie, ainsi qu'une direction de coalescence orientée des radeaux à 45° de la contrainte appliquée. Des essais de fluage isothermes et anisothermes à 1150°C, 1100°C et 950°C ont été réalisés et comparés à des simulations par éléments finis. Les microstructures obtenues ont été observées en microscopie électronique en balayage et à transmission. Nous proposons des mécanismes qui s'appuient sur la dissolution des radeaux, la montée des dislocations et des échanges de lacunes.
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Labrousse, Laurent. "Mouillage et réactivité des alliages réfractaires Ni-Al-Ti sur l'alumine." Grenoble INPG, 2000. http://www.theses.fr/2000INPG0123.
Full textAbstract:
Dans le but de concevoir pour l'alumine des alliages de brasure a haute temperature de fonctionnement (>1000\c), nous avons realise une etude experimentale et theorique du mouillage et de la reactivite des alliages ni-al-ti sur l'alumine. L'adherence est egalement abordee de facon qualitative. Le nickel a ete utilise comme matrice refractaire, le titane comme element reactif et l'aluminium comme element permettant de controler la reactivite entre le titane et l'alumine. Les experiences ont ete realisees pour l'essentiel sur des substrats monocristallins par les techniques de la "goutte posee" et de la "goutte deposee". Le controle de l'etat de surface des substrats et la caracterisation des interfaces ont ete effectuees par differentes techniques : profilometrie optique haute resolution, microscopie optique, microscopie electronique a balayage et microsonde de castaing. Nous montrons que l'ajout de faibles teneurs d'aluminium et de titane dans le nickel permet d'atteindre des angles de contact inferieurs a 90\ sans pratiquement aucune reactivite. Ces alliages adherent fortement sur l'alumine et pour cette raison, sont interessants pour le brasage. La diminution de est attribuee a un effet tensioactif de l'aluminium et du titane a l'interface nickel/alumine. Ce mecanisme a ete mis en evidence par l'etude des alliages modeles cu-al et cu-si sur saphir. Pour les alliages ti-al pouvant contenir de faibles ajouts de nickel, nous mettons en evidence une amelioration du mouillage, liee a l'augmentation dans le metal liquide de la teneur en oxygene, element tensioactif a l'interface metal/oxyde ("mouillage dissolutif"). Enfin, pour les alliages concentres en les trois elements, nous montrons que la formation a l'interface des
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Chateau, Emmanuel. "Comportement et endommagement en fluage à haute température du superalliage forgé à base de nickel Udimet 720." Paris, ENMP, 1999. http://www.theses.fr/1999ENMP0912.
Full textAbstract:
L'étude presentee ici vise a caracteriser le comportement en fluage d'un superalliage forge pour disques de turbomachines, l'udimet 720, a une temperature de 850\c. Une approche originale, mettant en uvre des eprouvettes a sections utiles multiples, a permis de caracteriser le comportement mecanique de l'alliage en fluage, mais egalement de proceder a une etude systematique des mecanismes d'endommagement intervenant a haute temperature. La contribution des effets d'environnement au comportement macroscopique de l'alliage a ete mise en evidence par le biais d'essais de fluage realises sous vide secondaire, ou sur des micro-eprouvettes a section utile reduite. Les mecanismes d'endommagement intervenant en fluage ont ete identifies sur la base d'observations metallographiques d'eprouvettes rompues en fluage ou partiellement endommagees. Trois mecanismes ont pu etre identifies : un mecanisme d'oxydation superficielle de l'alliage, un mecanisme d'oxydation preferentielle des joints de grains de l'alliage, fortement couple avec le chargement mecanique, et un mecanisme de coalescence des precipites de la phase durcissante renforcant uniformement la matrice de l'alliage. La demarche adoptee nous a permis de determiner, pour chacun de ces mecanismes, une cinetique d'evolution et de quantifier les couplages existant entre les evolutions microstructurales de l'alliage et le chargement mecanique. A partir des lois d'evolution de l'endommagement induit par chacun de ces mecanismes, on propose une modelisation phenomenologique du comportement et de l'endommagement de l'udimet 720 sollicite en fluage. Le modele permet de decrire le comportement macroscopique en fluage, jusqu'a rupture, d'une eprouvette de geometrie simple. La modelisation proposee permet de degager des regles pour le dimensionnement de pieces, et de mettre en evidence les parametres microstructuraux pouvant etre optimises pour ameliorer la resistance en fluage des superalliages a base de nickel.
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Danis, Yann. "Etude de la soudabilité d’un superalliage base nickel fortement chargé en éléments durcissants titane et aluminium : l’inconel 738." Thesis, Bordeaux 1, 2008. http://www.theses.fr/2008BOR13761/document.
Full textAbstract:
L’Inconel 738 est un superalliage base nickel utilisé dans les turbines de moteurs aéronautiques. Le soudage engendre souvent l’apparition de fissures, ce qui constitue un handicap pour ce matériau car on ne peut ni le réparer par rechargement, ni concevoir de pièces assemblées par soudage. L'objectif de la thèse est de définir les conditions de soudage de ce superalliage, de manière à exclure tout risque de fissuration à la suite d’opérations de rechargement, de réparation ou d'assemblage par soudage.Une étude expérimentale a tout d’abord permis de comprendre et de relier les mécanismes de fissuration aux paramètres opératoires du procédé (intensité, tension…). Puis un modèle de simulation numérique du soudage a été développé sur la base d’un couplage entre aspects thermiques, métallurgiques et mécaniques. La corrélation entre les résultats expérimentaux et numériques a permis de déterminer des critères de fissuration pour ce superalliage et d’optimiser les paramètres de soudageAbstract
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Sawan, Khaled. "Optimisation d'un outillage acier rechargé en superalliage pour forge à chaud." Toulouse, INSA, 1994. http://www.theses.fr/1994ISAT0039.
Full textAbstract:
Lorsque l'on cherche a elever la temperature de l'outillage de forge classique pour ameliorer les conditions de forge de superalliages, les aciers usuels pour ces outillages presentent des caracteristiques mecaniques a chaud insuffisantes, entrainant dans ce cas un risque majeur de deformation plastique en service. Le present travail vise a rechercher des conditions favorables a l'utilisation et la realisation d'un outillage en acier recharge superficiellement en superalliage. Realise dans un contexte industriel, differentes series d'experiences ont ete entreprises: expertise de matrices endommagees, etude systematique des materiaux (acier et superalliages) candidats a la realisation d'outillage recharge ; microstructure et proprietes mecaniques, realisation de blocs acier recharge en superalliage et etude de leurs performances, et utilisation nouvelle du superalliage n18 dans ce contexte, etude parametrique des conditions de soudage plasma a arc transfere pour la realisation de ces outillages. Les informations recueillies dans ces experiences, resituees par rapport a la documentation bibliographique existante, permettent de proposer un certain nombre de demarches necessaires a la bonne realisation d'outillage recharge, au moins dans le cas d'une couche de superalliage deposee par une passe unique de soudage. La sensibilite de la microstructure aux differentes operations mises en jeu est clairement mises en evidence
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Fournier, dit Chabert Florent. "Rechargement laser d'un superalliage à base de nickel : étude expérimentale et modélisation de l'endommagement." Nantes, 2007. http://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show.action?id=330065e9-7ae3-4911-82fe-f88903d7fb03.
Full textAbstract:
Le rechargement laser est un procédé de type soudage utilisé notamment pour la reconstruction de la géométrie de pièces métalliques aéronautiques en superalliage à base de nickel. Une fissuration de type interdendritique fragile est systématiquement observée au niveau de la zone réparée. Après une étude métallurgique de l’endommagement, l’hypothèse d’une fragilisation par ségrégation interfaciale de soufre a pu être confirmée au moyen de deux techniques : la spectroscopie des électrons Auger et la microsonde de Castaing. L’aptitude de cette dernière à la détection et à la quantification des ségrégations interfaciales a été montrée au cours de ces travaux. Une modélisation fine de la thermique du procédé et de la ségrégation interfaciale à l’aide des éléments finis a permis de mettre en évidence le caractère inévitable de la ségrégation du soufre aux interfaces. Notamment, il a été montré grâce à la simulation numérique qu’il n’était pas possible de contrôler la ségrégation interfaciale en jouant sur les paramètres du procédé que sont la puissance et la vitesse du laser. En outre, les procédés de type soudage sont connus pour générer d’importantes contraintes et déformations résiduelles. Un état de contraintes résiduelles de traction dans la zone réparée, associé à des déformations plastiques importantes, a été simulé par éléments finis. Il est responsable de la rupture des joints interdendritiques fragilisés par la présence de quantités importantes de soufre. Au final, une étude paramétrique sur la puissance et la vitesse du procédé a été réalisée et a conduit à une solution au problème de fissurationLaser metal cladding is a welding-like process, in particular used to rebuild the shape of aeronautical components made of nickel based superalloys. Interdendritic cracks are systematically observed inside the repaired zone. After a metallurgical study of the damage, the hypothesis of an embrittlement by interfacial sulphur segregation has been confirmed by two techniques: Auger electron spectroscopy and electron probe micro-analysis. The ability of the latter to detect and quantify interfacial segregations has been demonstrated in the study. A fine modelling of the thermal aspects of the process and of interfacial segregation, using finite elements, allowed to show that sulphur segregation could not be avoided. In particular, it has been shown, using numerical simulation, that is not possible to control interfacial segregation through the adjustment of process parameters (laser power and velocity). Furthermore, welding processes are known to generate important residual stresses and plastic strains. A tensile residual stress state in the repaired zone, associated to important plastic strains, has been simulated using finite elements. It is responsible of the cracking of interdendritic boundaries embrittled by important quantities of sulphur. Finally, a parametric study of the process parameters (laser power and velocity) has been performed and has led to a solution to the cracking problem
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Facco, Antoine. "Développement d'un nouvel alliage austénitique résistant en fluage à forte teneur en Al : Relation microstructure/propriétés mécaniques/vieillissement." Thesis, Normandie, 2019. http://www.theses.fr/2019NORMR130.
Full textAbstract:
Les alliages austénitiques réfractaires Fe-Ni-Cr sont utilisés pour la fabrication des tubes coulés par centrifugation constituant les fours de vapocraquage. Ces tubes sont soumis à de très hautes températures (950-1150°C) sous quelques bars dans un environnement sévère (oxydation, carburation, cokage, …). Les développements actuels portent sur des alliages alliés avec de l’Al afin d’améliorer leur résistance à l’environnement via la formation d’une couche d’alumine protectrice. Cependant l'ajout d'Al diminue les propriétés en fluage. La problématique majeure de ce travail est de comprendre l’influence de la composition chimique et plus particulièrement de l’Al sur la microstructure et les propriétés en fluage dans l’optique de proposer une nouvelle nuance à forte teneur en Al (>3.5%m) résistante en fluage. Dans cette étude, plusieurs alliages aluminoformeurs (AFA) ont été testés en fluage et caractérisés microstructuralement après solidification, après vieillissement thermique et après fluage dans l’optique de faire le lien entre leurs propriétés en fluage et leurs microstructures. Ce travail a montré que : - La nature des carbures primaires de Cr conditionne la résistance en fluage des alliages dans le régime haute contrainte. - La précipitation secondaire de carbures M23C6 est déterminante concernant les propriétés en fluage dans le régime haute contrainte mais a peu d’effet dans le régime basse contrainte. - L’addition de teneur élevée en Y empêche le développement de la précipitation secondaire de M23C6 malgré la transformation des M7C3 primaires en M23C6. - L’ajout de fortes teneurs en Al associé à de fortes teneurs en Cr stabilise les phases ductiles NiAl et α’ aux températures de service. La phase NiAl a été identifiée comme étant néfaste en fluage. Toutes ces conclusions ont permis de développer une méthode d’optimisation de la composition chimique d’alliages austénitiques à forte teneur en Al résistant en fluage. L’objectif industriel consistant à développer des alliages à forte teneur en Al (>3.5%m d’Al) alliant de bonnes propriétés en fluage et une bonne résistance à l’environnement a été rempli et s’est concrétisé par le développement de la Manaurite® XAl4 actuellement commercialisée par Manoir IndustriesHeat resistant Fe-Ni-Cr austenitic stainless alloys are used in centrifugally cast tubes for cracking furnaces. These tubes undergo high temperatures (950-1150°C), low pressure (few bars) in a harsh environment (oxidation, carburization, coking, …). The current developments are focused on alloys with high Al-content in order to improve the environmental resistance thanks to the formation of a protective alumina scale. Nevertheless, Al is known to decrease the creep properties. The main goal is to understand the influence of the chemical composition especially the Al-content on the microstructure and the creep properties in order to propose a new creep-resistant alloy with high Al-content (>3.5wt.%). In this study, several aluminaforming austenitic alloys (AFA) were tested in creep and their microstructures characterized after solidification, after thermal ageing and after creep in order to make the link between creep properties and microstructures. This work showed: - The nature of primary Cr-carbides determines the creep resistance of these alloys in the high stress regime. - The secondary precipitation of M23C6 is crucial regarding the creep properties in the high stress regime but has low impact in the low stress regime. - The addition of high level of Y prevents the secondary precipitation of M23C6 despite the M7C3 transformation into M23C6. - The addition of high Al and Cr contents stabilizes the NiAl and α’ ductile phases at service temperature. The NiAl phase was identified as deleterious for the creep properties. These conclusions allowed to develop a method for chemical composition optimization of creep resistant austenitic alloy with high Al-content. The industrial aim consisting to develop alloys with high Al-content (>3.5wt.%) with good environment resistance while keeping good creep properties was filled and resulted in the development of the Manaurite® XAl4 currently commercialized by Manoir Industries
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Molins, Régine. "Oxydation de superalliages à base de nickel : identification des mécanismes et conséquences sur le mode de propagation des fissures en fatigue à haute température." Paris, ENMP, 1995. http://www.theses.fr/1995ENMP0526.
Full textAbstract:
L'objet de l'etude est de proposer un modele phenomenologique de l'endommagement des superalliages a base de nickel par l'oxydation, conduisant a une degradation de leurs proprietes de fissuration en fatigue a 650c. En s'appuyant largement sur la microscopie electronique en transmission analytique, les mecanismes d'oxydation statique et en particulier le stade de germination sont etudies. L'influence de la composition chimique, de la microstructure, de la pression d'oxygene et d'une predeformation mecanique sur ce premier stade du processus d'oxydation est discutee. Des essais de propagation de fissures sous differentes pressions d'oxygene, dans l'alliage 718, montrent l'existence d'une pression de transition delimitant deux regimes de propagation lies aux modes d'oxydation. Une relation est etablie entre ces deux regimes et la nature des premiers germes formes. Cette pression de transition ne depend pas des conditions de sollicitation, frequence et chargement, mais de la teneur en chrome du materiau. Des essais superposant un creneau de pression a un cycle de chargement mecanique en fatigue lente ou fatigue-fluage permettent de preciser le mode d'endommagement par l'oxydation. La propagation de la fissure se fait de facon continue, indiquant qu'il n'y a pas developpement d'une couche d'oxyde ou de fragilisation a longue distance. Ces essais indiquent aussi les phases du cycle pendant lesquelles l'oxydation a un effet endommageant. Il s'agit de la fraction du cycle ou la vitesse de deformation en pointe de fissure est positive. Son importance depend de l'aptitude du materiau a relaxer rapidement la contrainte. Un modele de fragilisation est propose, base sur la formation en pointe de fissure de germes de nio pendant certaines parties du cycle de sollicitation. Des modifications chimiques et microstructurales de ces alliages sont preconisees, permettant d'ameliorer leur resistance a la fissuration
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Benkaddour, Abdelkhalek. "Proprietes des defauts d'irradiation dans des alliages austenitiques fer-chrome-nickel et des alliages ferritiques fer-chrome : influence de la teneur en chrome." Paris 6, 1987. http://www.theses.fr/1987PA066144.
Full textAbstract:
Etude par mesure de resistivite electrique, de l'influence de la teneur en chrome sur la production et la migration des defauts ponctuels dans les alliages fe-25%ni-8 a 16%cr(% en poids) et fe-5 a 15%atcr soumis a une irradiation par electrons a 21k. Influence d'un recuit sur ces defauts d'irradiation. Interpretation des resultats par un modele de restauration
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Benkaddour, Abdelkhalek. "Propriétés des défauts d'irradiation dans des alliages austénitiques fer-chrome-nickel et des alliages ferritiques fer-chrome influence de la teneur en chrome /." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37602846c.
Full text
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Olier, Patrick. "Alliages à mémoire de forme de base TiNi : influence du mode de fabrication, de la teneur en oxygène et de l'ajout de zirconium ou d'hafnium sur les caractéristiques métallurgiques et les propriétés thermomécaniques /." Gif-sur-Yvette : Direction de l'information scientifique et technique, CEA Saclay, 1996. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb35851337w.
Full text
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Chahine, Nafez. "Caractérisation du vieillissementdes arcs orthodontiques Nickel-TitaneAnalyse par Thermographie Infrarouge." Thesis, Reims, 2020. http://www.theses.fr/2020REIMS005.
Full textAbstract:
L’alliage Nickel-Titane conventionnel ou NiTi est un alliage équiatomique forméapproximativement de 50% de nickel et 50% de titane. Il présente des caractéristiquesparticulières comme la superélasticité, la superplasticité et la mémoire de forme.Le sujet de ce travail porte sur l’étude du vieillissement et de la corrosion d’arcsorthodontiques en NiTi déposés après traitement. Il repose sur l’étude des différentescaractéristiques de ces arcs orthodontiques avant et après utilisation. Nous incluons etcomparons les arcs de 3 fabricants différents : American Orthodontics, Ortho Classic etAZ Dent.La partie clinique de cette étude a été réalisée en Arabie Saoudite dans le centreClinique F.R.B sur des arcs orthodontiques retirés des patients après un port de 4 à 6semaines après consentement des patients pour la participation à l’étude.Notre recherche se repose sur différents tests :- Dureté,- Rugosité,- Observations au MEB (Microscope électronique à balayage)- Analyse à la microsonde,- Observations au MET (Microscope électronique à transmission),- Analyse par thermographie- Essais de résistance à la corrosion.155 arcs après utilisation ont été étudiés et comparés aux arcs neufs.Dans la première partie, nous analysons le comportement de ces arcs orthodontiquesNiTi vis-à-vis de la corrosion. Nous avons commencé par étudier les échantillons enmicroscopie électronique à balayage MEB. L’analyse par Impédance Complexe nouspermet de montrer la présence de couches multiples d’oxydes (oxyde de Nickel, deTitane et d’alumine) ce que nous confirmons en microscopie électronique à transmission(TEM) en microanalyse.Dans la deuxième partie, nous mettons en place une méthode originale nondestructive de caractérisation des arcs orthodontiques NiTi permettant la détection desdéfauts par thermographie infrarouge.Enfin dans la troisième et dernière partie, l’analyse statistique par ANOVA sur les testsde dureté, de rugosité et par thermographie infrarouge nous permet de rechercher lescorrélations entre les analyses réalisées et les différents paramètres liés aux patients4(hommes, femmes, adolescents, adultes, etc…) et de conclure sur le comportement deces arcs utilisés en clinique.La comparaison des arcs entre eux montre des différences de comportement et derésistance dans le temps. Au MEB, les arcs usagés deviennent plus rugueux, avec denombreuses stries et l’apparition de porosités. Nous avons confirmé dans les tests decomportement vis-à-vis de la corrosion que les zones détériorées des arcs usagéscorrespondaient bien à des zones de corrosions. L’analyse à la microsonde et au MEB apermis de détecter la présence de particules d’oxydes de nickel et de titane sur lessurfaces des arcs usagés. Ceci conforte les tests de corrosion.En conclusion, nous pouvons affirmer que les arcs orthodontiques NiTi se détériorent defaçon importante après 4-6 semaines en bouche. Tous les arcs n’ont pas le mêmecomportement et les conséquences cliniques de ces dégradations restent encore àévaluer. L’amélioration du comportement de ces dispositifs en bouche est une nécessitéThe conventional nickel-titanium alloy or NiTi is an equiatomic alloy formed ofapproximately 50% nickel and 50% titanium. It has special characteristics such assuperelasticity, superplasticity and is a shape memory alloy.The subject of this work concerns the study of the aging and corrosion of NiTi orthodonticwires retrieved after treatment. It is based on the study of the different characteristics ofthese orthodontic wires before and after use. We include and compare the arches of 3different manufacturers: American Orthodontics, Ortho Classic and AZ Dent.The clinical part of this study was carried out in Saudi Arabia in the F.R.B Clinic Centeron orthodontic wires removed from patients after a 4 to 6 weeks’ post-consent period forpatients to participate in the study.Our research is based on different tests:- Hardness,- Roughness- SEM observations (scanning electron microscope)- Microprobe analysis,- TEM observations (transmission electron microscope),- Thermographic analysis- Corrosion resistance tests.155 arches after use have been studied and compared to new arches.In the first part, we analyze the behavior of these orthodontic arches NiTi vis-à-viscorrosion. We began by studying samples by SEM. The complex impedance analysisallows us to show the presence of multiple layers of oxides (nickel oxide, titanium andalumina) which we confirm in microanalytical electron microscopy (TEM).In the second part, we set up an original nondestructive method of characterization ofNiTi orthodontic wires allowing the detection of defects by infrared thermography.Finally, in the third and last part, statistical analysis by ANOVA on the hardness,roughness and infrared thermography tests allows us to look for correlations between theanalyzes carried out and the different parameters related to the patients (man, woman,teenagers, adults, etc ...) and conclude on the behavior of these bows used clinically.The comparison of the arches between them shows differences in behavior andresistance over time. At SEM, used wires become rougher, with many streaks and theappearance of porosities. We confirmed in the corrosion behavior tests that thedeteriorated areas of the used arches correspond to zones of corrosions. Microprobe and6SEM analysis enabled the detection of nickel oxide and titanium oxide particles on thesurface of the arches used. This confirmed the corrosion tests.In conclusion, we can say that orthodontic arches NiTi deteriorate significantly after 4-6weeks in the mouth. Not all arches have the same behavior and the clinicalconsequences of these impairments have yet to be evaluated. Improving the behaviorof these devices in the mouth is a necessity
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Jouiad, Mustapha. "Caractéristiques mécaniques et état d'ordre de la phase gamma de superalliages base nickel." Toulouse 3, 1996. http://www.theses.fr/1996TOU30193.
Full textAbstract:
L'objectif general de cette etude est d'identifier, par deformation in situ dans un microscope electronique a transmission, les mecanismes microscopiques responsables de la deformation de la phase de superalliages base nickel afin de comprendre comment ils interferent dans la deformation du materiau biphase. Cette etude a ete soutenue par la dret (en collaboration avec l'onera et turbomeca) puis a fait partie du dernier groupement scientifique c. P. R. Stabilite structurale des superalliages monocristallins. Il n'y avait eu jusqu'a present, que peu de recherches sur les proprietes intrinseques de cette phase qui constitue les couloirs etroits du materiau biphase. Nous travaillons ici sur des monocristaux de phases #a#m#3, #m#c#2 ainsi que sur un alliage modele prive des trois elements d'addition al, ti, ta connus pour favoriser la precipitation de la phase '. Ces monocristaux ont ete specialement elabores a l'onera, sur la base des analyses a la sonde atomique de d. Blavette. Quatre sortes d'experiences ont ete realisees: - des essais de traction sur eprouvettes macroscopiques, - des observations mesoscopiques au microscope electronique a balayage et au microscope a force atomique, - des observations microscopiques post-mortem au microscope electronique a transmission, - des essais de deformation in situ dans un microscope electronique a transmission. Les resultats obtenus montrent que la contribution de la phase a la resistance du biphase est plus importante qu'on ne le considere habituellement et qu'elle varie suivant l'alliage considere:. Les essais de traction font apparaitre qu'a basses et moyennes temperatures (*96c < t < 500c), les resistances de la phase #m#c#2 et de son alliage modele sont superieures de 15% a celle de la phase #a#m#3. Cette difference est attribuee au degre important d'ordre a courte distance, type do#2#2, favorise par le pourcentage eleve en w qui existe dans la phase #m#c#2. Il est mis en evidence par des experiences de diffusion diffuse aux neutrons. . Les observations mesoscopiques montrent pour des temperatures inferieures a 760c, une heterogeneite de la deformation qui se manifeste par des bandes de glissement contenant une centaine de dislocations. Au-dessus de cette temperature, la deformation semble etre homogene. . A l'echelle microscopique cette heterogeneite apparait aussi. Elle est due a la propagation d'empilements planaires de plusieurs dizaines de dislocations mobiles. En tete de ces empilements les dislocations sont appariees. Nous proposons une methode qui, a partir des positions d'equilibre des dislocations dans un empilement relaxe observe post mortem, permet d'evaluer les contraintes de friction mises en jeu. Ceci nous montre que la resistance de la phase #m#c#2 est la somme de deux contributions: une contrainte de friction faible due a la solution solide mais qui agit sur toutes les dislocations de l'empilement et une autre plus importante liee a l'ordre local, a courte ou a longue distance, suivant la nuance de phase consideree, qui agit sur les dislocations de tete
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Vilasi, Michel. "Étude de l'oxydation et de la corrosion à haute température des phases constitutives d'un alliage NiCoCrAIYTa." Nancy 1, 1989. http://www.theses.fr/1989NAN10034.
Full textAbstract:
Étude de l'oxydation et de la corrosion par le sulfate de sodium à hautes températures des principales phases constitutives d'un alliage nicocralyta élaboré par projection au chalumeau plasma sous pression réduite. Caractérisation chimique et cristallographique des phases /, , , , M#5Y et (NiCoCr)#3Al#0#,#4Ta#0#,#6. Étude de l'influence du Ta et de Y sur le comportement du revêtement
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Augustins-Lecallier, Isabelle. "Conception de nouveaux superalliages MdP base nickel pour disques de turbines." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00710579.
Full textAbstract:
Dans l'objectif de la modernisation du moteur M88 de la SNECMA, de nouvelles spécifications relatives au matériau des pièces qui sont actuellement forgées et usinées en superalliage N18 - notamment les disques de turbine haute pression - ont été formulées. Cette étude s'est attachée à la définition de nouveaux superalliages polycristallins à base de nickel, élaborés par métallurgie des poudres, qui répondent à ces spécifications, c'est-à-dire, globalement, qui présentent des propriétés mécaniques et une stabilité microstructurale supérieures à celles du N18 tout en diminuant sensiblement la fraction volumique de la phase durcissante γ'. En se référant aux connaissances collectées sur le rôle des différents éléments d'alliages et des traitements thermiques sur les caractéristiques microstructurales et mécaniques des superalliages, de nouvelles compositions sont proposées. Les alliages expérimentaux, élaborés selon ces compositions, sont analysés microstructuralement et testés mécaniquement en traction, en fluage et en propagation de fissure afin de comparer leurs propriétés à celles de superalliages utilisés industriellement et pris comme références. Certains des alliages testés présentant une remarquable tenue en traction et en fluage, une analyse en microscopie électronique en transmission des mécanismes de déformation a été réalisée et une interprétation de cette excellente résistance à la déformation à haute température est proposée.
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Augustins-Lecallier, Isabelle. "Conception de nouveaux superalliages MdP base nickel pour disques de turbines." Phd thesis, Paris, ENMP, 2011. https://pastel.hal.science/pastel-00710579.
Full textAbstract:
Dans l'objectif de la modernisation du moteur M88 de la SNECMA, de nouvelles spécifications relatives au matériau des pièces qui sont actuellement forgées et usinées en superalliage N18 - notamment les disques de turbine haute pression - ont été formulées. Cette étude s'est attachée à la définition de nouveaux superalliages polycristallins à base de nickel, élaborés par métallurgie des poudres, qui répondent à ces spécifications, c'est-à-dire, globalement, qui présentent des propriétés mécaniques et une stabilité microstructurale supérieures à celles du N18 tout en diminuant sensiblement la fraction volumique de la phase durcissante γ'. En se référant aux connaissances collectées sur le rôle des différents éléments d'alliages et des traitements thermiques sur les caractéristiques microstructurales et mécaniques des superalliages, de nouvelles compositions sont proposées. Les alliages expérimentaux, élaborés selon ces compositions, sont analysés microstructuralement et testés mécaniquement en traction, en fluage et en propagation de fissure afin de comparer leurs propriétés à celles de superalliages utilisés industriellement et pris comme références. Certains des alliages testés présentant une remarquable tenue en traction et en fluage, une analyse en microscopie électronique en transmission des mécanismes de déformation a été réalisée et une interprétation de cette excellente résistance à la déformation à haute température est proposéeIn order to upgrade the SNECMA M88 engine, new specifications were issued for the material of the parts that are currently made by forging and machining N18 superalloy, including, essentially, turbine discs. This study focuses on the development of new Nickel base polycrystalline superalloys which meet these specifications, i. E. Which generally exhibit mechanical properties and microstructural stability better than that of alloy N18, in spite of a significant reduction of the γ' volume fraction. Refering to the state of the art on the specific role of each of the various alloying elements and of heat treatments on the microstructural and mechanical characteristics of the superalloys, new compositions are explored. The microstructures of these experimental alloy compositions are analysed. Tensile, creep and crack propagation tests are performed in order to compare the properties of these new alloys with those of reference, industrially used, superalloys. Among the evaluated alloys, those exhibiting a remarkable tensile and creep resistance were examined by transmission electron microscopy in order to identify the various deformation mechanisms: an interpretation of the outstanding resistance to deformation is presented
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Vialas, Nadia. "Étude de la détérioration par oxydation haute température et interdiffusion de systèmes revêtement-superalliage à base de nickel. Prévision de durée de vie." Toulouse, INPT, 2004. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00001125/.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse s'est intéressé à la détérioration, par oxydation et interdiffusion, de systèmes revêtement/superalliage à base de nickel, utilisés pour les aubes de turbine à gaz. Trois superalliages ont été étudiés : CMSX-4, SCB et IN792, revêtus par un aluminiure modifié au platine (RT22 ou CN91) ou par un revêtement NiCoCrA1YTa. Les cinétiques d'oxydation ont été déterminés entre 900°C et 1150°C. Des essais d'oxydation cyclique "long terme" de 15000h à 990°C et 1050°C, et "court terme" de 1800h à 1050°C, ont été effectués. Ils ont mis en évidence l'effet de la nature du superalliage, sur la résistance des systèmes RT22 ou CN91/superalliage et le rôle majeur de l'interdiffuion. Puis, le suivi des évolutions microstructurales et chimiques des systèmes revêtement/superalliage, a permis d'affiner les données à utiliser pour le modèle de prévision de durée de vie. Ces investigations ont mis en évidence la nécessité de prendre en compte, dans le modèle de diffusion, les transformations de phases, la présence de précipités et le déplacement des interfaces. Enfin, le critère de fin de vie le plus pertinent pour estimer la durée de vie des systèmes a été déterminé.
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Govaere, Adèle. "Impact des carbures sur la variabilité des propriétés en fatigue de superalliages pour disques." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2020. http://www.theses.fr/2020ESMA0020.
Full textAbstract:
Dans le contexte actuel, les enjeux environnementaux mettent au défi les motoristes en imposant une réduction importante des émissions de CO2 et de NOx. Ceci a entraîné le développement de superalliages base nickel γ/γ′ afin d'assurer de bonnes propriétés mécaniques en traction, en fatigue et en oxydation des disques de turbine. L’AD730TM a été élaboré pour des applications jusqu’à 700°C et les mécanismes d’amorçage et de propagation de fissures doivent être étudiées.Les inclusions non métalliques sont des éléments microstructuraux fragiles et sensibles à l’oxydation. Ils peuvent agir comme des sites de concentrations de contraintes importants et être à l’origine d’un amorçage de fissure. Des campagnes de fatigue oligocyclique menées à450°C et 700°C ont permis de déterminer les conditions d’essais favorisant un amorçage de fissure sur ces inclusions. Les faciès de rupture ont révélés que les inclusions sont à l’origine de la rupture des éprouvettes quand les effets de l’environnement sont limités et que le taux de déformation ou de contrainte appliqué est relativement élevé.Afin de mieux comprendre les paramètres favorisant la fissuration des inclusions, des essais d’oxydation statiques et des essais de traction in situ dans la chambre d’un MEB ont été réalisés. Ils ont notamment permis de mettre en évidence l’expansion volumique importante et la fissuration des oxydes de niobium ainsi que de déterminer un seuil de contrainte de fissuration des inclusions. Afin de compléter les essais de fatigue, des essais de fissuration ont été effectués pour estimer la durée passée en amorçage de fissure en fonction de la température et du taux de contrainte appliqué. Cette durée s’est révélée être courte lors d’un amorçage de fissure sur inclusionsNowadays, original engine makers are challenged by the environmental requirements imposing drastic decrease of CO2 and NOx emissions. It leads to the development of γ/γ′ nickel-based superalloys to ensure good tensile and fatigue properties and a good oxidation behavior of turbine discs. AD730TM was elaborated for applications up to 700°C and the crack initiation and propagation mechanisms this alloy need to be investigated. Non-metallic inclusions are brittle elements that are sensitive to oxidation. They can act as stress concentration sites and can lead to crack initiation. Low cycle fatigue tests were performed at 450°C and 700°C to determine the tests conditions promoting a crack initiation from such inclusions. Fractographic analyzes revealed that inclusions lead to the specimen fracture when the environmental effects are limited and at high strain or stress ranges.In order to better understand the parameters promoting inclusions cracking, oxidation and in situ tensile tests in a SEM chamber were performed. They highlighted an important volume expansion and the cracking of niobium oxides. A stress threshold necessary to crack inclusions was also determined. To improve the fatigue tests understanding, crack propagation tests were carried out to estimate the crack initiation time according to the temperature and the stress range applied. This crack initiation time is shorter when the cracks initiate within inclusions
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Risbet-Voitot, Marion. "Influence de l'état métallurgique et d'un gradient de contraintes sur le critère d'endurance (critère de Dang Van) d'un superalliage à base nickel." Compiègne, 2002. http://www.theses.fr/2002COMP1436.
Full textAbstract:
La présence de gradient de contraintes dans un alliage métallique influence le critère d’endurance de Dang Van le caractérisant. Pour s’en affranchir, il est possible de déterminer une épaisseur de couche critique, sur laquelle le critère est intrinsèque au matériau. Cette étude s’intéresse à l’influence du mode de déformation plastique sur la couche critique. A cet effet, un superalliage à base nickel est étudié sous deux états de précipitation, caractérisés par des localisations de déformation différentes. Dans les deux cas, le critère de Dang Van est déterminé par des essais mécaniques sur éprouvettes lisses et entaillées, associés à des calculs par éléments finis. Ce critère dépend de la valeur du coefficient de concentration de contrainte Kt et de l’état de précipitation du matériau. De plus, le type de calcul par éléments finis réalisé influence la profondeur de couche critique. Le comportement singulier de l’alliage sous-vieilli, présentant une déformation plastique localisée, est ainsi mis en évidence. Une attention spéciale est donc portée à l’endommagement en fatigue oligocyclique dans cet état. Les relations entre l’endommagement et l’orientation cristallographique des grains du polycristal sont examinées par EBSD. Les extrusions, sites d’amorçage préférentiels des fissures, sont étudiées par microscopie à force atomique, pour quantifier la déformation plastique irréversible locale accumulée en surface jusqu’à l’amorçage. Une loi de durée de vie à l’amorçage est proposée, exprimée uniquement en fonction de paramètres microscopiques. L’importance de rôle des contraintes internes en fatigue est mise en évidence, en relation avec le degré de réversibilité de la déformation plastique, variable selon l’état de précipitation. Un diagramme de Dang Van modifié est proposé pour palier les différences de comportement entre les deux états. L’hypothèse d’adaptation de la sollicitation s’avère également une condition sine qua non à la validité du critère de Dan Van.
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Delabrouille, Frédéric Viguier Bernard Andrieu Eric. "Caractérisation par MET de fissures de corrosion sous contrainte d'alliages à base de nickel influence de la teneur en chrome et de la chimie du milieu /." Toulouse : INP Toulouse, 2005. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000209.
Full text
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HUNTER, DONALD. "Etude de la localisation du positron dans des alliages de nickel et de cuivre a faible teneur en metal de transition." Paris, ENSAM, 1993. http://www.theses.fr/1993ENAM0007.
Full textAbstract:
Les positrons (e+), qui sondent interstitiellement les etats electroniques ont ete utilises pour verifier les hypotheses d'ecrantage des impuretes dans les alliages dilues a base ni et cu. Des resultats de correlation angulaire (acar) sur des alliages dilues de cu, obtenus par doyama et al. Ont ete interpretes en termes d'attraction du e+ par les atomes de solute d'un element de transition, m, presentant un defaut de charge effective. Un tel effet n'a pas ete revele par nos mesures d'elargissement doppler (db), tant pour les solutions solides de cu que de ni contenant un metal de transition 3d, 4d ou 5d; aucune localisation du e+ au voisinage de l'impurete n'a donc pu etre mise en evidence. Ces resultats, confortes par des mesures pour des series de concentrations (de 0,1 a 1,5%at. ) de chaque solute, suggerent que les effets observes par doyama etaient probablement dus a l'heterogeneite des echantillons etudies. Par contre, les variations des parametres de forme de la raie d'energie d'annihilation observees par db pour nos alliages ni(zr) et ni(hf) sont attribuees au piegeage des e+ dans les precipites ni#5m ou a l'interface precipite-matrice. Nos resultats sur la serie d'alliages ni(au) sont expliques en terme des effets combines de la dilatation du reseau et de l'affinite du e+ pour les amas d'atomes d'or. Des resultats obtenus par mesure db polarise pour une orientation (001) du ni monocristallin, en bon accord avec ceux d'autres groupes, confirment la validite de notre comparaison precedente entre resultats db et acar, pour les mesures a spins non polarises
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Stephan, Baptiste. "Etude cinétique et microstructurale de la transformation ordre-désordre dans les alliages Ni2Cr à faible teneur en fer." Thesis, Lille 1, 2018. http://www.theses.fr/2018LIL1R004/document.
Full textAbstract:
La mise en ordre (MEO) chimique des alliages Ni-Cr modifie leurs propriétés mécaniques et est une préoccupation potentielle pour leur utilisation dans les réacteurs à eau sous pression. Dans ces travaux, la caractérisation de la cinétique de MEO par des vieillissements accélérés a été effectuée sur des alliages modèles à faible teneur en fer. L’apparition de la phase ordonnée Ni2Cr se traduit par une augmentation de la dureté. De plus, la mesure du pouvoir thermoélectrique s’est révélée très sensible à l’apparition de la MEO. Le rôle de la teneur en fer dans la cinétique du phénomène est négligeable à basse température (<450 °C), contrairement aux traitements thermiques pratiqués sur les alliages. Nous avons extrapolé nos résultats au cas des alliages industriels où la teneur en fer est plus élevée : le temps d’incubation de la MEO est estimé à 140 ans à 325 °C. La taille nanométrique des domaines ordonnés et leur faible différence de composition avec la matrice désordonnée rendent leur étude délicate. Nous avons utilisé des méthodes avancées de microscopie électronique en transmission pour progresser dans leur description. Grâce au couplage de l’analyse d’images et de cartographies d’orientation, la proportion surfacique des domaines ordonnés a pu être estimée sur un échantillon témoin. Des cartographies chimiques en perte d’énergie révèlent que le fer est en partie ségrégé autour des domaines ordonnés. Ceci remet en cause l’état d’ordre de la phase Ni2Cr, ce qui a été corroboré par des études quantitatives en microdiffraction sur des domaines ordonnés. A l’échelle atomique, les analyses montrent que le fer se substitue de préférence au chrome dans la maille ordonnéeChemical ordering in Ni-Cr alloys modifies their mechanical properties and is a potential issue for their use in pressurized water reactors. In this work, ordering kinetics have been determined by accelerated ageing on model alloys with low iron content. The Ni2Cr ordered phase appearance induces a hardness increase. Furthermore, thermoelectric power measurements have been revealed very sensitive to ordering. The iron content does not affect ordering kinetics at low temperatures (<450 °C), contrary to thermal treatments practiced on the alloys. Our results have been extrapolated to the industrial case, where the iron content is higher: ordering incubation time is estimated at 140 years at 325 °C. The nanometric size of ordered domains together with their small difference in chemical composition with the disordered matrix make their study difficult. We used advance characterizations with transmission electron microscopy to progress in their description. Thanks to the coupling of image analysis with orientation mappings, the surface proportion of ordered domains has been estimated on a control sample. Energy loss chemical maps reveal that the iron is partly segregated around ordered domains. This questions the state of order of the Ni2Cr phase, which is corroborated by quantitative microdiffractions achieved on ordered domains. At the atomic scale, analyzes show that iron substitutes preferentially for chromium in the ordered phase
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Huleux, Vincent. "Comparaison des caractéristiques microstructurales et des propriétés en fluage de superalliages monocristallins à base de nickel de différentes générations." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019PSLEM027.
Full textAbstract:
Pour améliorer le rendement des moteurs, les parties les plus chaudes, notamment les aubes monocristallines de la turbine haute pression, réalisées en superalliages à base de nickel, doivent faire face à une amplification des sollicitations thermomécaniques. L’objectif de l’étude est de compléter les connaissances sur le rôle des différents éléments d’alliage sur la stabilité microstructurale et les propriétés en fluage, et d’en approfondir la compréhension. Sur la base de ces éléments de réflexion, des critères de composition chimique peuvent être établis pour répondre aux futures exigences de résistance aux contraintes thermomécaniques en service.Cinq superalliages industrialisés de compositions chimiques différentes appartenant aux trois premières générations, ont été étudiés : AM1, René N5, CMSX-4, CMSX-4 Plus et CMSX-10K. Les températures des essais de fluage ont été choisies pour couvrir toute la gamme d’utilisation de ces alliages. Un comparatif détaillé, basé sur les évolutions microstructurales et les mécanismes de déformation se produisant au cours des essais aux différentes températures et sous différentes contraintes, a été réalisé.L’étude s’est plus particulièrement focalisée sur l’analyse des spécificités du CMSX-4 Plus, alliage de troisième génération récemment développé, dont les propriétés en fluage à haute température sont remarquables, et qui pourrait répondre aux besoins des motoristes.On s’est ainsi attaché à :− l’optimisation des paramètres de traitement thermiques de l’alliage ;− l’analyse approfondie de l’effet de la désorientation primaire du monocristal sur sa résistance en fluage à basse température et sous contrainte élevée ; − l’analyse de l’évolution de la mise en radeaux des précipités γ’, de la formation d’un réseau de dislocations ainsi que de la précipitation de phases TCP en fluage à haute températureSingle-crystal nickel-based superalloys have been developed in order to increase the resistance of aeronautic turbine blades to high temperatures and stresses to improve their efficiency. The objective of this study is to increase knowledges about the role of the various alloying elements on microstructural stability and creep properties. Based on these considerations, chemical composition criteria can be established to meet to the next requirements for thermomechanical resistance in service.Five industrialized superalloys with different chemical compositions (from the first to the third generation) were tested: AM1, René N5, CMSX-4, CMSX-4 Plus et CMSX-10K. Temperatures of the creep tests have been chosen to cover the entire range of service temperature of these alloys. A detailed comparison has been performed, based on the microstructural evolutions and the deformation mechanisms occurring during these tests at various temperatures and under various stresses.The study focused on the analysis of the CMSX-4 Plus, a third-generation alloy which has been recently developed, and which shows remarkable high-temperature creep properties.We focused on:- the optimization of the heat treatment parameters for this alloy;- the analysis of the effect of the primary crystal misorientation on its creep resistance at low temperature and high stress;- the analysis of the evolution of γ' precipitates rafting, the formation of the dislocation network as well as the precipitation of TCP phases during creep at high temperature
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Almoric, Jean. "Développement d'un nouvel instrument couplant FIB/SEM UHV et OTOF-SIMS à haute résolution spatiale pour la microélectronique et ses applications." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2021. http://www.theses.fr/2021AIXM0368.
Full textAbstract:
La spectrométrie de masse d’ion secondaire (SIMS) est probablement la technique d'analyse chimique la plus largement utilisée en science des semi-conducteurs et en métallurgie en raison de sa sensibilité ultime à tous les éléments notamment au plus légers. Avec la réduction de la taille des systèmes, l'imagerie chimique 3D haute résolution devient une condition préalable au développement de nouveaux matériaux. Dans cette thèse, nous rapportons le développement et l’optimisation d'un SIMS innovant implémenté dans un microscope électronique à balayage. L'équipement permet d’obtenir une cartographie chimique élémentaire à très haute résolution (~25nm). La capacité de la technique est démontrée avec la caractérisation à l'échelle nanométrique d’une part de superalliages métalliques nécessaire à la fabrication de pièces moteurs pour l’aviation et d’autre part d’alliages chalcogénures utilisés dans les mémoires à changement de phase de dernière génération développées en microélectroniqueSecondary Ion Mass Spectrometry (SIMS) is probably the most widely used chemical analysis technique in semiconductor science and metallurgy because of its ultimate sensitivity to all elements, especially the lighter ones. With systems downsizing, high-resolution 3D chemical imaging is becoming a prerequisite for the development of new materials. In this thesis, we report the development and optimization of an innovative SIMS implemented in a scanning electron microscope. The equipment makes it possible to obtain elementary chemical mapping at very high resolution (~25nm). The capacity of the technique is demonstrated with the characterization at the nanometric scale on the one hand of metallic superalloys necessary for the manufacture of aircraft engine parts and on the other hand of chalcogenide alloys used in the latest generation phase change memories developed in microelectronics
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Delabrouille, Frédéric. "Caractérisation par MET de fissures de corrosion sous contrainte d'alliages à base de nickel : influence de la teneur en chrome et de la chimie du milieu." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2004. http://oatao.univ-toulouse.fr/7400/1/delabrouille1.pdf.
Full textAbstract:
La corrosion sous contrainte (CSC) est un mode de dégradation qui affecte de nombreux alliages au sein des réacteurs à eau sous pression, notamment les alliages base nickel tubes des générateurs de vapeur (GV). La fissuration qu'elle engendre intervient tant du côté primaire que secondaire, en particulier dans des zones où la composition du milieu est mal définie. La sensibilité à la CSC des alliages base nickel dépend de leur teneur en chrome, ce qui a conduit au remplacement de l'alliage 600 (15% Cr) par l'alliage 690 (30% Cr). L'objectif de cette thèse est double : i) observer l'effet de la teneur en chrome sur la corrosion et ii) caractériser l'effet du milieu sur le mode de dégradation d'un tube de GV. Pour ce faire un tube industriel et des alliages modèles, à teneur en chrome contrôlée, ont été étudiés. La mise en oeuvre de diverses techniques de caractérisation : SIMS ; MET – FEG : préparation des lames minces, HAADF, EELS, EDX - nous a permis d'étudier les produits de corrosion en surface et au sein même des fissures de CSC. L'influence de la teneur en chrome et de l'état de surface sur la corrosion généralisée a été mise en évidence pour les alliages modèles. De plus, nous avons observé la présence d'oxygène le long de jonctions triples plusieurs micromètres sous la surface. Les essais de CSC montrent l'effet bénéfique du chrome pour des teneurs comprises entre 5% et 30%. La déformation modifie la structure des couches d'oxyde interne riches en chrome et donc leur caractère protecteur. Des fissures de CSC obtenues dans différents milieux ont été caractérisées par MET. Les couches d'oxydes formées dans les fissures diffèrent de celles observées en surface, ce qui révèle une modification du milieu et des conditions au sein des fissures. Ainsi, nous avons pu établir des caractéristiques structurales des produits de corrosion (en surface et dans les fissures) qui constituent une signature des différents milieux étudiés.
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Mahloul, Noureddine. "Influence des impuretés soufre et phosphore sur les propriétés des alliages fer-nickel-carbone : conséquences vis-à-vis des mécanismes de fragilisation par l'hydrogène." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1996. http://www.theses.fr/1996ECAP0443.
Full textAbstract:
Deux types de relation d'interaction ont été envisagés : 1) relations d'interaction microstructure martensitique et martensitique revenue-déformations. Elles ont été étudiées en utilisant des essais de traction. 2) relations d'interaction entre microstructures-déformations-environnement (hydrogène). Elles ont été etudiées d'abors par des essais de traction sur structure martensitique hydrogénée préhalablement, en fontion de la teneuer en phosphore. Dans le premier cas la rupture est de type quasi-clivage contenant de nombreuses fissures secondaires interangulaires et dans le deuxième cas, la rupture est franchement interangulaire.
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Finet, Laurane. "Stabilité en composition et en température des phases η et δ dans les superalliages base nickel." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019PSLEM062.
Full textAbstract:
L’utilisation des superalliages base nickel polycristallins pour disques de turbine est actuellement limitée à des températures inférieures à 700 °C, conséquence de la perte de stabilité de la distribution des précipités de phases γ’ et γ’’ au-delà de cette température. Ces phases pourraient être partiellement remplacées par d’autres phases durcissantes comme δ-Ni3Nb, δ-Ni3Ta, η-Ni3Ti ou η-Ni3(Al,Nb), qui sont connues pour éventuellement être stables à des températures supérieures à 800 °C. Néanmoins, la structure cristallographique, la composition et la stabilité thermodynamique de ces phases sont mal définies. La présente étude a donc pour but principal de déterminer la stabilité en composition et en température des phases η et δ. Une série de compositions simplifiées de superalliages base nickel à haute teneur en Nb et/ou en Ta (> 4 % at.), inspirées de compositions existantes et de résultats issus de calculs thermodynamiques (Thermo-Calc+TCNI7), ont été élaborées par coulée VIM. Après des traitements de remise en solution et de revenus, les alliages ont été caractérisés en MEB et en MET pour préciser la morphologie et la distribution des précipités et pour déterminer leurs structures cristallographiques, leurs compositions et leurs températures de solvus. Des analyses en DRX haute énergie au synchrotron, avec chauffage in situ, ont permis de suivre l’évolution des fractions volumiques des phases η et δ dans certains alliages. Dans un premier temps, l’influence de la composition des alliages sur la structure cristallographique et la composition des phases η et δ est étudiée, ce qui permet d’affiner les critères en composition pour la formation des phases η et δ. La stabilité en température en fonction de la composition des phases η et δ et leur cinétique de précipitation sont discutées dans un second temps. Les résultats expérimentaux sont comparés aux données issues des calculs thermodynamiques et des désaccords significatifs sont mis en évidence pour les alliages à haute teneur en Nb et en TaThe use of polycrystalline nickel base superalloys for turbine discs application is limited to temperatures less than 700 °C because of the loss of the stability of the γ’ and γ’’ phases precipitate distributions at higher temperature. These phases could be partially replaced by other hardening phases known to be potentially stable at temperatures higher than 800 °C, like δ-Ni3Nb, δ-Ni3Ta, η-Ni3Ti or η-Ni3(Al,Nb). However, the crystallographic structure, the composition and the thermodynamic stability of these different phases are not well known. Therefore, the aim of the present study is to determine the composition and temperature stability domains of η and δ phases. Simplified compositions of nickel base superalloys with high Nb and Ta contents (> 4 at. %), inspired from literature data and thermodynamic calculations (Thermo-Calc+TCNI7), were produced by VIM. After homogenization and ageing treatments, the alloys were characterized by SEM and TEM to define the various precipitate morphologies and distributions and to determine the crystallographic structure of the different phases, their composition and their solvus temperature. Synchrotron high energy XRD, with in situ heating, was performed in order to follow the evolution of phase volume fractions in some alloys. First, the influence of the alloy composition on the crystallographic structure and the composition of η and δ phases is studied, and these results allow us to refine the composition criteria for the formation of η and δ phases. And secondly, the effect of the alloy composition on the temperature stability of η and δ phases and their precipitation kinetics are discussed. The experimental results are compared to the thermodynamic calculations and some large inconsistencies are highlighted for alloys with high Nb and Ta contents
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Grosdidier, Thierry. "Étude de la transformation de phase gamma/gamma-prime de superalliages monocristallins à base de nickel : influence de sollicitations mécaniques et d'hétérogénites chimiques." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1992. http://www.theses.fr/1992INPL060N.
Full textAbstract:
De nombreuses études ont été réalisées sur les superalliages monocristallins base ni mais peu de données existent concernant leur comportement à très haute température. Ainsi, les mécanismes de la transformation gamma/gamma-prime n'ont été que très peu étudiés et le comportement mécanique de ces alliages ne semble pas avoir été exploré à ces températures. Le but de ce travail était de combler ces lacunes. Trois différents superalliages ont été étudiés. La transformation de phase a été suivie par dilatomètrie et A. T. D. Des échantillons ont été trempés au cours de différents cycles thermiques. Les microstructures obtenues ont ensuite été observées en M. E. T. Et M. E. B. Les évolutions structurales ont été quantifiées par analyse d'images. Dans un premier temps, des traitements de remise en solution, de précipitation et de vieillissement isothermes ont été réalisés, en l'absence de toute contrainte appliquée, sur des échantillons à la composition chimique parfaitement homogénéisée. Cette partie de l'étude visait à décrire les mécanismes de dissolution, germination-croissance-coalescence et évolution morphologique de la phase gamma-prime. Ensuite, des cycles dissolution/reprécipitation ont été réalisés sous sollicitation mécanique pour caractériser le comportement mécanique du matériau dans son domaine de transformation, et ainsi connaitre l'influence de la contrainte appliquée sur l'évolution structurale et les cinétiques de transformation. Enfin, les hétérogénéités chimiques, résultant du processus de solidification ainsi que celles qui subsistent à l'issue du traitement thermique de remise en solution des eutectiques, ont été caractérisées. L'influence de ces hétérogénéités sur l'évolution structurale du matériau, pendant la précipitation et les traitements de vieillissement, a été discutée, à la lumière des résultats des études effectuées sur échantillons parfaitement homogènes
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Léglise, Mélissa. "Amélioration des propriétés mécaniques et chimiques de superalliages base nickel et base cobalt de fonderie utilisés pour le fibrage du verre fondu à 1000°C - 1100°C." Thesis, Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0228.
Full textAbstract:
Les assiettes de fibrage utilisées pour la production de fibres de verre subissent d’importantes contraintes mécaniques, chimiques et thermiques. Par conséquent, cette pièce se dégrade et doit être périodiquement remplacée. Le but de ces travaux est d’augmenter la durée de vie des assiettes de fibrage en améliorant les propriétés mécaniques et chimiques des superalliages qui les constituent. Plus précisément, l’objectif de cette thèse est, dans un premier temps, d’améliorer les alliages utilisés pour le fibrage à 1000°C, puis dans un second temps, de trouver un superalliage pouvant fibrer à 1125°C. Ces travaux ont été menés sur deux familles de superalliages : base nickel et base cobalt. Les propriétés chimiques ont été caractérisées par des essais thermogravimétriques et les propriétés mécaniques par des essais de fluage flexion 3 points. Pour l’alliage base Ni, l’influence des éléments minoritaires subis, Mn et Si, a été étudiée. Les propriétés mécaniques de cet alliage ont fait, ensuite, l’objet d’essais d’amélioration par l’addition de titane, zirconium, tantale, hafnium et de niobium. L’addition d’aluminium a été aussi expérimentée mais ayant pour but d’améliorer les propriétés chimiques de l’alliage. Enfin, des études ont été aussi menées sur l’addition de métaux nobles (Pd et Ru) et de terres rares (Y, La et Ce). Concernant les superalliages base cobalt, l’étude s’est portée sur un alliage base Co qui a antérieurement montré de bonnes propriétés générales pour une utilisation à 1125°C et non à 1000°C. Des variantes avec une teneur abaissée en tantale, sans hafnium et sans tungstène ont été étudiées. Pour clore ces travaux, l’augmentation de la teneur en nickel et un traitement thermique ont été étudiés afin d’améliorer la résistance à l’oxydation de ce second alliageThe fiberizing spinners used to produce the glass fibers undergo sizable mechanical, chemical and thermal solicitations. Therefore, this piece is degraded and must be periodically replaced. The purpose of these works is to increase the lifetime of the fiberizing spinners by improving the mechanical and chemical properties of the superalloys that constitute them. More precisely, the objective of this thesis is, in the first time, to improve the alloys used to fiberize at 1000°C, and in a second time, to find a superalloy that can fiberize at 1125°C. These works are focused on two families of superalloys: nickel-based and cobalt-based. The chemical properties are characterized by the thermogravimetry tests and the mechanical properties by 3 points flexural creep tests. For the Ni-based alloy, the influences of unwanted minority elements, Mn and Si, were studied. The mechanical properties of this alloy are subject to improvement tests by the addition titanium, zirconium, tantalum, hafnium and niobium. The aluminium addition was also experimented but with the aim of improving the chemical properties of the alloy. Finally, the studies were also driven on the addition of noble metals (Pd and Ru) and of rare earths (Y, La and Ce). Concerning the cobalt-based superalloys, the study focused on an alloy which has previously shown good general properties to be used at 1125°C and no at 1000°C. The versius with a lowered content in tantalum, without tungsten and without hafnium were studied. To close this work, the increase of nickel and a heat treatment were studied in order to improve the oxidation resistance of this second alloy
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Tézenas, du Montcel Henri. "Ingénierie des joints de grains dans les superalliages à base de nickel." Thesis, Paris, ENMP, 2012. http://www.theses.fr/2012ENMP0006/document.
Full textAbstract:
Ce travail est consacré à l'étude de l'ingénierie des joints de grains dans les superalliages à base de Nickel pour disques de turbines aéronautiques. L'ingénierie des joints de grains a montré son efficacité dans l'amélioration des propriétés en fatigue et en fluage dans certains alliages de cuivre et de nickel. Cette amélioration est obtenue en réalisant une succession de déformations à température ambiante séparées par des traitement thermiques. Ce traitement a pour objectif de modifier la distribution du réseau de joints de grains. L'objectif de l'étude est d'adapter ces traitements au procédé du forgeage à haute température des superalliages. Une étude expérimentale est menée pour mettre en évidence l'influence des paramètres de forgeage sur les caractéristiques du réseau de joints de grains. La caractérisation de ce réseau est faite grâce à la réalisation de cartographies d'orientations cristallographiques par EBSD. Une méthode de caractérisation innovante basée sur la discrétisation des cartographies en réseaux de points triples est proposée. Cette méthode permet d'analyser la connectivité du réseau de joints de grains en vue d'une corrélation avec les propriétés mécaniquesThis work is dedicated to the study of Grain Boundary Engineering in Ni-based superalloys for aircraft turbine disk. The grain boundary engineering has proven its efficiency for the improvement of the fatigue and creep properties of copper and nickel alloys. This improvement is achieved by performing a succession of room temperature deformations interspaced by heat treatments to modify the distribution of the grain boundary network. The aim of the study is to adapt these processes to high temperature forging of superalloys. An experimental study is achieved to highlight the influence of forging parameters on the grain boundary network. The characterization of the grain boundary network is made through the completion of crystallographic orientation mapping by EBSD. An innovative characterization method based on the discretization of orientation maps in a triple junction network is proposed. This method allows to analyze the connectivity in the grain boundary network with the objective of a correlation with mechanical properties
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Thébaud, Louis. "Etude des relations entre microstructure et propriétés mécaniques du nouveau superalliage base nickel AD730™." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2017. http://www.theses.fr/2017ESMA0033/document.
Full textAbstract:
Compte tenu de l’évolution des températures d’entrée de turbines, le principal enjeu pour les métallurgistes est d’élaborer des alliages capables de présenter d’excellentes propriétés mécaniques à des températures de plus en plus élevées. Dans ce contexte, connaitre les relations entre les différents paramètres microstructuraux et les propriétés mécaniques à haute température (700°C et plus) est capital.La durabilité en fluage et en fatigue-temps de maintien ainsi que les processus d’endommagement de l’alliage AD730™, un nouveau superalliage pour disques de turbines, ont été analysés. Plusieurs paramètres ont été étudiés, qu’ils soient microstructuraux (joints de grains, taille de grains, taille et distribution des précités γ′), ou expérimentaux (température, environnement, contrainte appliquée, temps de maintien). L’utilisation de monograins de composition chimique identique à l’alliage de l’étude a permis de mettre en évidence le fait qu’une microstructure monogranulaire ne présente pas nécessairement de meilleures propriétés en fluage qu’une microstructure polycristalline. Ceci est attribué au rôle durcissant des joints de grains. Il a de plus été montré qu’à 700°C, la taille et la distribution des précipités γ′ est le paramètre microstructural pilotant les propriétés viscoplastiques à l’ordre 1.En fatigue avec temps de maintien, un comportement original a été observé pour les longs temps de maintien en fonction de la contrainte appliquée. Ce phénomène est attribué à un effet « type Bauschinger » apparaissant lors des phases de déchargesIn view of the turbine entry temperature evolution, the main challenge for metallurgists is to elaborate new alloys able to withstand higher temperatures while keeping great mechanical properties. Therefore, knowing the relationships between microstructural parameters and mechanical properties at high temperatures (700°C and more) is mandatory.The creep and dwell-fatigue durability as well as the damage mechanisms of AD730™, a new nickel base superalloy developed for turbine disks, have been analyzed. Several microstructural parameters were studied (grain boundaries, grain size, size and distribution of γ′ precipitates) as well as experimental parameters (temperature, environment, applied stress or dwell period). By using single crystalline specimens having the same chemical composition of the studied alloy, it has been shown unambiguously that single crystalline microstructures do not necessarily present better creep properties compared to polycristalline ones. This result is supposed to be caused by a grain boundary strengthening mechanism. Moreover, in creep at 700°C, it has been shown that the main viscoplasticity controlling parameters are the size and distribution of γ′ precipitates.An unexpected dwell-fatigue behavior has been observed for long hold times and in a specific applied stress window. This phenomena is attributed to a “Bauschinger type” effect, occurring during unloading phases
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Flageolet, Benjamin. "Effet du vieillissement du superalliage base nickel N18 pour disques de turbines sur sa durabilité en fatigue et en fatigue-fluage à 700°C." Poitiers, 2005. http://www.theses.fr/2005POIT2274.
Full textAbstract:
Les moteurs devant équiper un avion supersonique civil de deuxième génération devront avoir une durée de vie plus grande que les moteurs actuels, et présenter un rendement amélioré. Les disques de turbine seront en conséquence exposés de manière prolongée à des températures élevées, de l'ordre de 700 °C. L'enjeu de cette étude est d'analyser, dans ces conditions, l'évolution de la microstructure métallurgique du superalliage base nickel N18 induite par le maintien à haute température, et d'en évaluer les conséquences sur les processus contrôlant sa durée de vie en fatigue, en fluage, et en fatigue-fluage à 700 °C. Notre approche expérimentale s'est appuyée sur une caractérisation de la modification de la précipitation gamma', qui concerne essentiellement la population la plus fine (tertiaire), et sur divers types d’essais mécaniques à haute température. Nous proposons des approches de type LSW et LSW modifiée pour décrire la croissance des précipités tertiaires à court terme et pour rendre compte du fort ralentissement de la cinétique qui a été mis en évidence à long terme. Aucun effet du vieillissement n'a été noté lorsque le matériau est testé en fatigue. En revanche, une réduction significative de la durée de vie en fatigue-fluage est observée. Nous avons analysé celle-ci au travers de l'étude de l'endommagement du matériau, associé aux précipités gamma' primaires, mais aussi des forts couplages existant entre fatigue, fluage et oxydation dans ces conditions de sollicitation à très haute températureThe engines that will equip second generation civil supersonic aircrafts will be supposed to have a longer lifetime and a better efficiency than existing ones. As a consequence, turbine disks will be exposed to a high temperature, close to 700 °C for long periods of time. The purpose of this work is to analyse, in these conditions, the microstructural evolution of the disk alloy N18 induced by a prolonged high temperature exposition, and to assess its effect on the material fatigue and creep-fatigue durability at 700 °C. Our experimental approach is based on the characterization of the modifications of the gamma' precipitation, that essentially concerns the finest population (tertiary), but also on different types of high temperature mechanical tests. We propose different approaches to describe the coarsening process undergone by tertiary precipitates during short term ageing, and to illustrate the strong kinetics slow down evidenced for long term ageing experiments. No microstructural effect has been observed on the material's durability when it is tested in fatigue conditions. However, we note a reduced creep-fatigue life after prior high temperature exposure. This lifetime reduction has been analysed through the damaging process and the strong coupled effects existing between creep, fatigue and oxidation
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Mrozowski, Nicolas. "Mécanismes de propagation de fissure dans un superalliage base nickel polycristallin en régime d’interaction fatigue-fluage-oxydation-vieillissement métallurgique Aging of γ′ precipitates at 750°C in the nickel-based superalloy AD730TM: a thermally or thermo-mechanically controlled process?" Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2020. http://www.theses.fr/2020ESMA0010.
Full textAbstract:
Dans un objectif d’optimisation des relations « microstructure-propriétés » des superalliages base nickel γ/γ' utilisés notamment pour la fabrication de disques de turbine, le comportement en propagation de fissure à 750°C a été étudié dans la version polycristalline de l’AD730TM. En particulier, le phénomène de ralentissement de la propagation avec l’augmentation du facteur d’intensité des contraintes ΔK est au coeur de la problématique abordée. Par le biais d’une campagne d’essais de fissuration à 750°C, on met en évidence que ce phénomène apparaît dans des conditions de chargement de fatigue-fluage. L’influence de l’histoire de chargement thermomécanique sur les courbes de vitesse de propagation est analysée en modifiant différents paramètres expérimentaux tels que la microstructure initiale (précipitation γ'), la valeur initiale de ΔK, l’environnement ou les temps de maintien. L’origine du phénomène de ralentissement est alors attribuée aux effets conjoints et « protecteurs » en pointe de fissure de la relaxation des contraintes, de la croissance d’oxydes et du vieillissement métallurgique. Afin d’enrichir les résultats de fissuration, des analyses complémentaires du vieillissement de la précipitation γ' ont été conduites à 750°C. Il en résulte notamment que les cinétiques de vieillissement (grossissement des précipités γ', précipitation de carbures intergranulaires) sont accélérées dans des conditions de chargement cyclique. En outre, le taux de relaxation des contraintes est d’autant plus élevé que la microstructure a vieilliThe 750°C crack propagation behavior in the polycristalline nickel-base superalloy AD730TM is studied. This study falls within the overall objectives of optimizing the “microstructure – mechanical properties” relations in nickel-base superalloys used for example in turbine disks. The deceleration of the crack propagation with the increase in ΔK value is specifically at the core of the PhD thesis work. Via a crack propagation test campaign, this phenomenon is systematically identified when dwell-fatigue loading are performed. The influence of the thermomechanical history of the material in investigated by varying several experimental parameters such as the initial microstructural state (γ’ precipitates), the initial value of ΔK, the environment or the dwell durations. The origin of the deceleration phenomenon is therefore shown to be linked with combined and protective effects of stress relaxation, oxide growth and metallurgical aging at the crack tip. To improve the understanding of the crack propagation results, complementary analysis of the 750°C γ’ precipitates aging is performed. One of the main outcomes is that aging kinetics (γ’ growth, carbide precipitation) are enhanced thanks to a cyclic loading. Besides, the more the microstructure is aged, the higher the stress relaxation rate at 750°C
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Guerre, Catherine. "Etude des mécanismes d'endommagement d'un système barrière thermique déposé sur un superalliage base nickel." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2002. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00936161.
Full textAbstract:
Les systèmes barrières thermiques constitués d'un revêtement céramique et d'une sous-couche d'accrochage déposés sur un superalliage sont développés pour les aubes mobiles de turbine haute pression des turboréacteurs. La durée de vie de l'aube estcorrélée à l'écaillage de la barrière thermique.Cette thèse a permis d'améliorer la compréhension des mécanismes à l'origine de l'endommagement du système barrière thermique sous des sollicitations complexes, proches des sollicitations des aubes en conditions réelles. Dans ce but, des essais d'oxydation isotherme, d'oxydation anisotherme et de fatigue anisotherme ont été réalisés. Les essais ont été interrompus avant la durée de vie afin d'étudier les mécanismes, les cinétiques d'endommagement et de déterminer la résistance résiduelle à l'écaillage. Les différents mécanismes d'endommagement et leurs conséquences sur la résistance à l'écaillage ont été discutés en fonction de la nature des sollicitations thermiques et / ou mécaniques imposées et en fonction du taux de soufre dans le superalliage.
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Billot, Thomas. "Comportement et endommagement en fatigue et fatigue - fluage à haute température de différents états microstructuraux du superalliage base-nickel Udimet 720." Phd thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aéronautique, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00545922.
Full textAbstract:
Les industriels de l'aéronautique et de l'énergie cherchent continuellement à accroître les températures de fonctionnement de leurs turbomachines dans un souci de rendement et de diminution des émissions polluantes. L'amélioration de la durabilité des composants constitue également une de leurs priorités. Dans ce contexte, la résistance mécanique des superalliages à base de nickel polycristallins utilisés pour les disques de turbines est un point clef. Cette thèse porte sur les modes de déformation et d'endommagement qui se développent à 700°C lors de sollicitations mécaniques de type fatigue, fluage et fatigue-fluage au sein de deux structures métallurgiques différentes de l'alliage Udimet 720. Les différences de comportement mécanique sont analysées au travers des structures de dislocations et de l'évolution des mécanismes qui opèrent à cette échelle. Le rôle des conditions de chargement (s, Dt) et de la microstructure de précipitation g' multimodale est précisé notamment concernant la transition entre le cisaillement des précipités g' et leur contournement. En parallèle, les processus d'amorçage de fissures et de leur propagation sont caractérisés. Si une transition inter – transgranulaire de la croissance des fissures est constatée pour certaines conditions de chargement, l'endommagement des joints de grains et de macles domine. Des interactions complexes fatigue-fluage-oxydation sont de plus mises en évidence par la réalisation d'essais mécaniques équivalents conduits sous air et sous vide. Dans le domaine de haute température exploré, la microstructure de précipitation de cet alliage n'est pas stable. Les effets d'un traitement de vieillissement ont été quantifiés ainsi que leurs répercussions sur le comportement mécanique et la durée de vie. Systématiquement les deux structures métallurgiques homogène et hétérogène ont été comparées. Mots clés : Superalliage Base-nickel, Fatigue-Fluage, Structures de Dislocations, Processus d'Endommagement, Oxydation, Vieillissement Métallurgique.
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Msakni, Malouche Mariem. "Usinage par Pulse ElectroChemical Machining (PECM) de superalliages base nickel employés pour des pièces aéronautiques fortement sollicitées thermomécaniquement : compréhension des phénomènes physicochimiques et optimisation du procédé." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0267.
Full textAbstract:
L’usinage électrochimique impulsionnel (Pulse Electro Chemical Machining PECM) est un procédé d’usinage non conventionnel (sans outils coupants) de pièces métalliques à géométrie complexe et nécessitant des précisions élevées. Cette technique repose sur l’oxydation anodique du métal et se distingue par l’imposition d’un fort courant impulsionnel. Le courant est synchronisé à un mouvement de translation rectiligne et oscillant de la cathode. L’électrolyte est continuellement renouvelé permettant l’évacuation des résidus du métal usiné. Le PECM permet de travailler avec des distances inter-électrodes très faibles (de 0,01 à 0,2 mm) lui assurant une bonne précision dimensionnelle. L’objectif principal de la thèse est de comprendre les phénomènes physico-chimiques liés à la dissolution anodique de superalliages base nickel (René 65 et Inconel 718) dans l’électrolyte usuel NaNO3. Face à la complexité de la microstructure des matériaux étudiés, les différentes phases constituantes ont été synthétisées et étudiées séparément. Il s’avère que les produits de dissolution insolubles formés lors de l’anodisation sont principalement constitués d’oxydes de Ni et de Nb (pour l’Inconel 718) et d’oxydes de Ni, Ti et de W (pour René 65), mais aussi des précipités γ’’ (Ni3Nb), γ’ (Ni3Ti) ainsi que des carbures de W, de Nb de Cr. Quant aux éléments dissous en solution, ce sont principalement les éléments constituants de la matrice austénitique. Ainsi les différentes analyses mettent en avant que le mécanisme de dissolution des deux superalliages résulte d’une dissolution préférentielle des matrices austénitiques, accompagnée de formation d’oxydes et de déchaussement des précipités. Afin d’assurer une dissolution homogène des différentes phases des matériaux, des milieux alternatifs ont été mis au point notamment par ajouts d’agents complexants. Le développement d’un dispositif expérimental de simulation des conditions du PECM en laboratoire a permis d’établir le rendement de dissolution de l’alliage en fonction de différentes densités de courants en milieux usuel et alternatifs. Enfin, une transposition de l’étude de ces milieux alternatifs a été réalisée sur machine PECM. Une méthodologie de plan d’expérience a été utilisée pour l’alliage René 65 afin de comparer l’efficacité d’un électrolyte alternatif à l’électrolyte usuel NaNO3. Ces essais à l’échelle pilote ont été étendus à l’alliage Inconel 718. Il en ressort que la formulation de bains spécifiques à chaque alliage permet de diminuer à la fois la production de boues d’hydroxydes métalliques et de limiter la formation de couches anodiques à la surface des piècesPulse Electro Chemical Machining PECM is an unconventional machining process (with no cutting tools) of complex shapes requiring high precision. This technology is based on the anodic oxidation of the metal and is distinguished by pulsed current synchronized to an oscillation of the cathode with a rectilinear translational movement. The electrolyte is continuously renewed allowing the evacuation of sludge of the dissolved metal. The PECM involves low inter-electrode gap (from 0.01 to 0.2 mm) which ensures high dimensional accuracy. The aim of the thesis is to understand the physico-chemical phenomena related to the anodic dissolution of nickel-based superalloys (René 65 and Inconel 718) in the usual electrolyte NaNO3. Because of the complexity of the microstructure of the studied superalloys, the different phases were synthesized and studied separately. It appears that the insoluble dissolution products formed during anodization are mainly composed of Ni and Nb oxides (for Inconel 718) and Ti and W oxides (for René 65), but also γ '' (Ni3Nb), γ '(Ni3Ti) phases as well as carbides of W, of Nb of Cr. Consequently, the dissolved elements in solution are mainly made of the major elements of the austenitic matrix. In order to ensure a homogeneous dissolution of the different phases, alternative media have been developed, in particular by adding chelating agents. An experimental device for simulating PECM conditions in the laboratory allowed to establish the dissolution efficiency of the alloy as a function of different current densities in usual and alternative environments. Finally, the use of these alternative media was tested on the PECM machine. An experimental design methodology was used for the René 65 to compare the efficiency of the alternative electrolyte with the usual one with optimized operating parameters. These pilot scale tests have been extended to Inconel 718 alloy. It appears that the use of specific electrolyte makes it possible both to reduce the production of metal hydroxide sludge and to limit the formation of anodic surface layers
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Seret, Anthony. "Influence de la mise en forme sur les cinétiques de précipitation durcissante dans les superalliages base nickel Inconel® 625 et AD730™." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019PSLEM030.
Full textAbstract:
Les superalliages base nickel possèdent d'exceptionelles propriétés mécaniques et de résistance à la corrosion à haute température. Ces propriétés mécaniques proviennent en partie de la précipitation durcissante des phases Ni3Nb γ″ ou Ni3(Al, Ti) γ′. L'objectif de cette thèse est de mieux comprendre comment les opérations de mise en forme de pièces industrielles peuvent influencer cette précipitation. Deux superalliages ont été étudiés dans cette thèse : Inconel® 625 mis en forme par déformation à température ambiante et renforcé par la phase γ″, et AD730™ mis en forme par forgeage à chaud et renforcé par la phase γ′. Des traitements thermiques, essais mécaniques et thermomécaniques ont été réalisés afin d'une part de reproduire les niveaux de déformation plastique et/ou la structure de grains obtenus à la fin d'étapes de mise en forme industrielle, et d'autre part de déclencher la précipitation ou d'induire l'évolution des précipités existants. Les microstructures ont ensuite été caractérisées quantitativement par microscopie à balayage au regard de la structure de grains, l'organisation des dislocations et d'état de précipitation. Dans l'alliage Inconel® 625, la précipitation γ″ lors d'un traitement thermique à 650 °C n'est pas influencée par une déformation préalable appliquée, validant la pertinence de la température de 650 °C pour procurer un durcissement homogène aux pièces industrielles. Dans l'alliage AD730™, la germination de précipités γ′ lors d'un refroidissement après compression à chaud a lieu plus tôt dans les grains non recristallisés que dans les grains recristallisés, par relaxationélastique à la germination. De manière concomitante, le front de recristallisation dissous ces précipités γ/γ′ présents dans les grains non recristallisés pour éviter toute interface γ/γ′ incohérente. Des précipités γ′ reprécipitent ensuite dans le front de recristallisation avec une interface γ/γ′ cohérente dans les grains recristallisés, et peuvent par la suite se subdiviser pour diminuer l'énergie élastique globale. Cette thèse comprend le développement d’outils spécifiques : réduction du bruit de mesure de cartographies EBSD pour une estimation plus précise des densités de dislocations géométriquement nécessaires, analyse d’image et modèle de précipitationNickel-based superalloys possess exceptional mechanical properties and corrosion resistance at high temperature. These mechanical properties result partly from the hardening precipitation of Ni3Nb γ″ or Ni3(Al, Ti) γ′ phases. The objective of this PhD is to better understand how forming operations of industrial parts may influence this precipitation. Two superalloys have been studied in this PhD : Inconel® 625 alloy formed a room temperature and reinforced by the γ″ phase, and AD730™ alloy hot forged and reinforced by the γ′ phase. Thermal treatments, mechanical and thermomechanical tests have been performedin order to, on the one hand, reproduce the plastic strain levels and/or the grain structure obtained at the end of industrial forming operations, and on the other hand to trigger the precipitation or the evolution of already existing precipitates. The microstructures have then been quantitatively characterizedby scanning electron microscopy regarding the grains structure, the dislocationsorganization and the precipitation state.In the Inconel® 625 alloy, the nucleation of γ″ precipitates during a thermal treatment at 650 °C is not influenced by a strain applied before, supporting the relevancy of the 650 °C temperature to bring an homogeneous hardening to industrial parts. In the AD730™ alloy, the γ′ precipitation during a cooling after a hot compression takes place sooner in unrecrystallized grains than in recrystallized grains, by elastic relaxation when nucleating. Concomitantly, the recrystallization front dissolves these γ′ precipitates present in unrecrystallized grains to avoid any incoherent γ/γ′ interface. Then γ′ precipitates reprecipitate on the recrystallization front with a coherent γ/γ′ interface in recrystallized grains, and can afterwards subdivide to reduce the global elastic energy. This PhD includes the development of specific tools : reduction of the measurement noise of EBSD maps for a more accurate assessmentof geometrically necessary dislocations densities, image analysis and precipitation model
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Kepa, Thomas. "Synthèse de revêtements d’aluminures modifiés sur superalliages à base nickel et comportement aux hautes températures." Electronic Thesis or Diss., La Rochelle, 2023. http://www.theses.fr/2023LAROS010.
Full textAbstract:
Les revêtements à base d’aluminure de nickel sont bien connus pour conférer une meilleure résistance à la corrosion et/ou à l’oxydation aux matériaux métalliques utilisés à très haute température, en particulier sur les superalliages à base nickel. Des alternatives aux procédés par voie gazeuse (APVS, par exemple) sont recherchées pour des gains de temps et de coût. Par conséquent, nous proposons, dans cette thèse doctorale, d’élaborer ces revêtements de diffusion de type β-NiAl à partir d’une barbotine, générant une microstructure de type haute activité, sur deux superalliages à base nickel monocristallins, l’AM1 et le René N5, avec comme objectif de réduire le temps d’élaboration. Les différents revêtements considérés correspondent à β-NiAl (Al simple), β-(Ni, Pt)Al (incluant la pré-déposition de Pt) et β-NiAl contenant un élément réactif incorporé selon différentes méthodes. Nous avons étudié les effets du temps de traitement thermique, de la quantité de barbotine déposée, de l’atmosphère (argon ou air) et de la concentration. Par la suite, nous avons retenu certains revêtements en vue de les évaluer en conditions d’oxydation isotherme et/ou cyclique à 1100°C pour des temps compris entre 100 et 1000 heures. La réduction du temps d’élaboration des revêtements β-NiAl simples à moins de 6 heures, sous atmosphère air ou Ar, n’entraîne aucune modification du comportement en oxydation aux hautes températures, car on observe toujours un régime parabolique. Pour les revêtements β-(Ni, Pt)Al, la quantité de barbotine déposée doit être réduite (par rapport aux β-NiAl) pour éviter la formation de la phase fragile PtAl2. Cependant, les premiers essais en oxydation cyclique montrent des pertes de masse significatives dont les causes restent à déterminer. Pour améliorer le comportement vis-à-vis de l’écaillage des couches formées lors de l’oxydation, nous avons envisagé d’incorporer CeO2 selon trois voies différentes : par mélange de poudres ; par dispersion de particules de CeO2 dans un pré-dépôt de nickel chimique ; par ajout de nitrate de cérium à la barbotine. Seules les deux dernières méthodes ont permis d’obtenir, de façon reproductible, des revêtements homogènes, que nous avons pu étudier en conditions d’oxydation. Les études ont montré que l’ajout, avant aluminisation, d’un dépôt de nickel chimique (avec ou sans CeO2) générait une interface susceptible de réduire la tenue en oxydation. Néanmoins, l’ajout de CeO2 lors du pré-dépôt de nickel a permis d’obtenir, dans une certaine gamme de teneurs, un comportement en oxydation à haute température meilleur que celui observé avec les revêtements sans CeO2. Nous avons proposé une méthode de synthèse originale, consistant en un ajout de nitrate de cérium dans la barbotine. Les analyses ont montré que l’élément réactif était par la suite bien incorporé dans le revêtement. La teneur optimale en cérium doit cependant encore être optimisée pour éviter les phénomènes de sur-dopage. Enfin, nous avons mené une étude préliminaire sur la dissolution sélective, par voie électrochimique, des revêtements élaborés à partir de barbotine, après oxydation, en vue d’une réparation par ré-aluminisationAluminide-based coatings (β-NiAl) are well known to impart better corrosion and/or oxidation resistance to metallic materials used at very high temperatures especially on nickel-based superalloys. Alternatives to gaseous processes (SVPA, for example) are being investigated to save time and reduce costs. In this sense, the synthesis of diffusion coatings of the β-NiAl type by slurry at reduced times is proposed in this PhD thesis. The coatings result in high activity type microstructures on two single-crystal nickel-based superalloys, AM1 and René N5.The different considered coatings correspond to β-NiAl, β-(Ni, Pt)Al (including Pt pre-deposition) and β-NiAl doped with a reactive element, for which several methods of incorporating the reactive element have been considered. Subsequently, some coatings were selected to be studied under isothermal and/or cyclic oxidation conditions at 1100°C for times up to 1000 hours. The reduction in the coating time of these simple β-NiAl coatings to less than 6 hours and in an Ar or air atmosphere does not change their oxidation behaviour at high temperatures since parabolic regimes are still observed. For the β-(Ni, Pt)Al coatings, the amount of slurry deposited must be reduced (compared to β-NiAl) to avoid the formation of the brittle PtAl2 phase. The first tests in cyclic oxidation showed significant mass losses, whose origins remain to be clarified. The improvement against spallation has been studied through the incorporation of CeO2 following three different ways: by mixing powders; by dispersing CeO2 particles in an electroless nickel pre-deposit, by adding cerium nitrate to the slurry. Only the last two methods provided homogeneous and reproducible coatings that were studied in oxidation. The results showed that the addition of an electroless nickel deposit (with or without CeO2) prior to aluminization generated an interface susceptible to reduce the oxidation performance of the coatings. Nevertheless, specific additions of CeO2 to the nickel pre-deposit led to a better oxidation behaviour than the one observed with no CeO2 doping. An original synthesis method consisting in adding cerium nitrate to the slurry was also applied. It was demonstrated that the reactive element was indeed well incorporated into the coating. The optimal content still must be studied to avoid over-doping phenomena. Finally, a preliminary study of electrochemical stripping of slurry coatings, followed by re-aluminization for repair purposes, has been conducted
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Racine-Kirsch, Anne. "Instabilité chimique et morphologique des précipités gamma-prime lors d'essais de fluage de superalliages monocristallins à base nickel." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1995. http://www.theses.fr/1995INPL125N.
Full textAbstract:
Les parties les plus sollicitées des turboréacteurs de haute performance élaborées en superalliage monocristallin à base nickel sont essentiellement soumises au fluage. De nombreuses études ont montré une évolution morphologique du biphasé gamma-gamma': les précipités gamma' coalescent. Cette coalescence est de plus orientée et dépend de la nature et du niveau de la charge appliquée, du signe et de l'amplitude du désaccord paramétrique entre les deux phases. Très peu de renseignements sont cependant disponibles quant aux mécanismes initiateurs de cette évolution au tout début du fluage, ce a quoi nous nous sommes donc intéressés dans cette thèse. L’étude des phénomènes microstructuraux par microscopie électronique à transmission a montré que la coalescence pouvait débuter en l'absence de dislocations aux interfaces gamma/gamma'. La microanalyse X en transmission a mis en évidence des ségrégations chimiques à l'échelle des phases, telles que les éléments gamma'-genes ségrégent dans les couloirs de matrice destinés à disparaitre par coalescence, les éléments gamma-gènes ségrégant en sens inverse. La comparaison de ces tendances avec la répartition des contraintes locales obtenues par simulation aux éléments finis montre qu'une anisotropie de l'état mécanique local peut induire des flux d'espèces chimiques. Ces informations expérimentales nous permettent de rediscuter certains modèles proposés dans la littérature et de conclure que plusieurs mécanismes coopèrent probablement à l'évolution sous contrainte de la microstructure des superalliages gamma-gamma'
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Mithieux, Jean-Denis. "Influence de la teneur en chrome et de la structure des alliages de nickel sur leur comportement en corrosion sous contrainte en milieu primaire des réacteurs à eau pressurisée." Grenoble INPG, 1997. http://www.theses.fr/1997INPG0146.
Full textAbstract:
L'objectif de l'etude est de comprendre l'origine de la bonne resistance a la corrosion sous contrainte de l'alliage 690 (nc30fe) en milieu primaire et d'en determiner les limites. Deux etapes essentielles de la fissuration ont ete considerees : la degradation du film passif par deformation plastique de l'alliage et sa reformation par reoxydation de la surface. Pour cela, des mesures de cinetiques de repassivation en milieu primaire a 360c (chronoamperometrie), des essais de fluage a l'air et des essais de corrosion sous contrainte en milieu primaire a 360c (traction lente et selle de cheval) ont ete realises sur des tubes de generateurs de vapeur. L'augmentation de 15% a 30% de la teneur en chrome dans l'alliage ameliore de facon significative mais faible les cinetiques de repassivation en milieu primaire. Elle provoque egalement une diminution du fluage a l'air, lui-meme fonction de la structure de l'alliage (precipitation de carbures de chrome, traitement thermique complementaire. . . ). Une description parametrique du fluage global et du glissement intergranulaire est proposee. La vitesse de fissuration des tubes en alliages 600 et 690 (traction lente) a ete correlee avec l'aptitude au glissement intergranulaire du materiau. Le cas de l'amorcage (selles de cheval) est moins clair puisque le meme type de correlation n'a pu etre etabli que pour l'alliage 600, aucune fissuration n'ayant ete detectee sur l'alliage 690 lors d'essais statiques. L'etude de l'interaction entre l'hydrogene et le materiau, mise en evidence tant sur les cinetiques de repassivation que sur le fluage, necessite encore des developpements pour rendre compte de la difference de comportement entre les deux alliages.
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Doghri, Anis. "Vers une maîtrise de la réparation par le procédé CLAD de pièces aéronautiques en Inconel 738 LC : compréhension des mécanismes de fissuration et modélisations associées." Thesis, Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0112/document.
Full textAbstract:
Les superalliages à base de nickel durcis par précipitation γ' et notamment l'Inconel 738 LC (IN738LC), sont des matériaux largement utilisés dans les parties chaudes de turbomoteurs d'avions et d'hélicoptères. Ces matériaux disposent d'excellentes propriétés mécaniques à haute température. Toutefois, des défauts ou des fissures peuvent apparaitre sur ces pièces, lors de leur élaboration par fonderie ou bien pendant leur durée en service, ce qui nécessite leur réparation. Cependant, les pièces constituées en IN738LC sont sujettes à de la fissuration au cours des procédés de réparation de type soudage. Il s'avère que le rechargement laser est une technique de fabrication additive prometteuse permettant de réparer des pièces abimées. Le présent travail consiste en l'étude de la réparabilité par projection de poudre de l'alliage IN738LC réputé non soudable. Cette étude comporte deux volets expérimentaux et numériques du rechargement de pièces en Inconel 738 LC au moyen du procédé CLAD. Pour cela, nous avons réalisé des essais de rechargement suivant plusieurs configurations illustrant les cas de réparations rencontrés industriellement. Deux mécanismes de fissuration distincts sont mis en évidence respectivement dans la zone affectée thermiquement du substrat et dans le dépôt. Une simulation multi-physique est également développée pour rendre compte des phénomènes thermiques, mécaniques et métallurgiques observés lors du rechargement laser. Ces simulations sont comparées à des mesures expérimentales pour validation. Enfin, ces outils de simulation sont utilisés afin de définir des critères numériques de risque de fissuration. En résumé, un préchauffage à haute température permet d'éliminer le risque de liquation et donc de fissures dans la ZAT ainsi que dans les dépôts, ce qui démontre qu'il est possible d'envisager une réparation sur cet alliage réputé non soudableY' hardened nickel-based superalloys, such as Inconel 738 LC (IN738LC), are materials which are extensively used in hot sections parts of helicopter and aircraft engines. Those materials exhibit enhanced mechanical properties at high temperature. Nevertheless, cracking and several defects can occur on these parts during casting or during their service life. However, welding type repairing processes can lead to considerable cracking of IN738LC superalloy. It appears that laser cladding is a promising additive manufacturing technology which allows the repair of damaged parts. The present work main objective is aimed at investigating Inconel 738 LC repair by laser cladding. Both experimental and numerical aspects are studied for the repair of IN738LC by means of the CLAD process. Experimental laser clad deposits are produced under several configurations following industrial cases. Two distinct cracking mechanisms are identified in the heat-affected zone and within the deposit, respectively. A multi-physics simulation of laser cladding is developed in order to take into account thermal, mechanical and metallurgical phenomena. Simulation is compared to experimental measurements for validation. Finally, these numerical tools are used to define cracking risk criteria. In summary, a high preheating of the samples allows to suppress liquation and HAZ cracking, but also to obtain un-cracked deposit, which indicates that the repair of non-weldable alloys is possible
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Nicolas, André. "Etude de l'Evolution Physico-Chimique du Substrat lors de l'Oxydation à Haute Température des Alliages Modèle Ni-Cr à Faible Teneur en Chrome et de l'Alliage Modèle Ni-16Cr-9Fe." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00848591.
Full textAbstract:
Le travail réalisé au cours de cette thèse concerne l'analyse des conséquences de l'oxydation à 950°C des alliages base Ni sur la composition de l'alliage à proximité de l'interface alliage/oxyde. Deux catégories d'alliages ont été analysées : alliages à faible teneur en chrome conduisant à l'oxydation interne et l'alliage chromino-formeur Ni-16Cr-9Fe.Une description complète des mécanismes de l'oxydation interne du chrome est obtenue à partir du développement du modèle analytique de Wagner d'oxydation interne et du développement du modèle numérique de Feulvarch. Ces modèles décrivent l'évolution de l'oxydation interne jusqu'à la transition oxydation interne / oxydation externe à 11 %poids de chrome environ.L'analyse par la spectroscopie d'électrons Auger de l'alliage modèle Ni-16Cr-9Fe à 950°C oxydé pendant 10 heures a permis d'explorer la zone à proximité immédiate de l'interface alliage/oxyde et de déterminer la concentration en chrome à l'interface à 0,5%poids (i.e. dans 20 premiers nanomètres), ce qui est en accord avec le modèle analytique de Wagner d'oxydation en couche compacte. La description des profils de déchromisation et des profils de cavités pour plusieurs temps d'exposition allant de 100h à 5000h a permis de mettre en évidence une corrélation forte entre ces deux phénomènes (même constante parabolique). Pour ces durées d'oxydation les profils de déchromisation présentent un point d'inflexion ce qui se traduit par l'augmentation de la teneur en chrome à l'interface. Les résultats sont interprétés dans le cadre d'un nouveau modèle analytique avec l'hypothèse d'injection des lacunes produites par l'effet Kirkendall au point d'inflexion.