Comportement mécanique haute température du superalliage monocristallin AM1 PDF Download

Author: Roxane Tréhorel
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Languages : fr
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Author: Hélène Rouault-Rogez
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Pages : 288

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DES ESSAIS DE FLUAGE EN TRACTION ONT ETE REALISES SUR LE SUPERALLIAGE MONOCRISTALLIN A BASE NICKEL CMSX-2, T.T. ONERA, 001, DANS LE BUT D'ETUDIER LE COMPORTEMENT MECANIQUE A CHAUD DE CE MATERIAU. A PARTIR DES LOIS MATHEMATIQUES DE FLUAGE ET DE RELAXATION DE LA CONTRAINTE, UN MODELE UNITAIRE DE COMPORTEMENT A ETE PROPOSE. L'EXAMEN PAR M.E.T. DES MICROSTRUCTURES FLUEES A PERMIS D'APPORTER UNE SIGNIFICATION PHYSIQUE AUX DIFFERENTS PARAMETRES DE LA LOI ET D'ESQUISSER UNE CARTOGRAPHIE DES MECANISMES PARTICIPANT A LA DEFORMATION, POUR DE FAIBLES TAUX PRECEDANT TOUTE COALESCENCE PRONONCEE DES PRECIPITES. DES EFFETS DE LA COMPOSITION CHIMIQUE, DES SOLLICITATIONS ET DES CARACTERISTIQUES DES PRECIPITES DURCISSANTS SUR LA TENUE EN FLUAGE DU CMSX-2 ONT ALORS ETE EXAMINES A LA FOIS SUR LE PLAN CINETIQUE ET SUR CELUI DES MECANISMES. CERTAINS COUPLAGES ENTRE LES DIFFERENTS EFFETS SONT APPARUS ENTRAINANT DE NOUVELLES REPARTITIONS DES MECANISMES DE DEFORMATION. L'ASYMETRIE TRACTION/COMPRESSION DU COMPORTEMENT EN FLUAGE, REVELEE PAR LA COMPARAISON DES MESURES DE VITESSES QUASI STATIONNAIRES, A EGALEMENT PU ETRE ASSOCIEE A DES DIFFERENCES DE MICROSTRUCTURES APRES DEFORMATION. DES ESSAIS DE FLUAGE EN CISAILLEMENT ONT MIS EN EVIDENCE LE ROLE DECISIF JOUE PAR LES PRECIPITES SUR LA REDISTRIBUTION LOCALE DU CHAMP DE CONTRAINTES MACROSCOPIQUE. CE DERNIER POINT A SOULIGNE UNE FOIS DE PLUS L'INTERET D'UNE ETUDE PLUS FONDAMENTALE DES INTERFACES GAMMA/GAMMA PRIME: L'ELABORATION PAR LA TECHNIQUE DE SOUDAGE-DIFFUSION ET LA CARACTERISATION D'INTERFACES SYNTHETIQUES ONT ETE ABORDEES DANS CETTE PERSPECTIVE

Author: Loeïz Nazé
Publisher: Elsevier
ISBN: 0128193581
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 612

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Nickel Base Single Crystals Across Length Scales is addresses the most advanced knowledge in metallurgy and computational mechanics and how they are applied to superalloys used as bare materials or with a thermal barrier coating system. Joining both aspects, the book helps readers understand the mechanisms driving properties and their evolution from fundamental to application level. These guidelines are helpful for students and researchers who wish to understand issues and solutions, optimize materials, and model them in a cross-check analysis, from the atomistic to component scale. The book is useful for students and engineers as it explores processing, characterization and design. - Provides an up-to-date overview on the field of superalloys - Covers the relationship between microstructural evolution and mechanical behavior at high temperatures - Discusses both basic and advanced modeling and characterization techniques - Includes case studies that illustrate the application of techniques presented in the book

Author: KHALID.. CHAKIB
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Languages : fr
Pages : 151

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DES SUPERALLIAGES BASE NICKEL DEVELOPPES POUR DES CONDITIONS SEVERES DE TEMPERATURE ET DE CONTRAINTE, AINSI QUE LES PHASES INTERMETALLIQUES LES COMPOSANT, ONT ETE ETUDIES PAR FROTTEMENT INTERIEUR EN BALAYAGE DE FREQUENCE DE L'AMBIANTE A 1200 K. AUX BASSES TEMPERATURES (350-450 K), DES EFFETS DE RELAXATION LIES A LA PRESENCE D'INTERSTITIELS ONT ETE OBTENUS DANS DES MONOCRISTAUX NI#3AL+HF ET TIAL ET DANS LE SUPERALLIAGE MONOCRISTALLIN AM1. AUX HAUTES TEMPERATURES (>850 K), DANS TOUS LES MATERIAUX ETUDIES, UN PIC DE RELAXATION LIE A LA MONTEE DES DISLOCATIONS PAR AUTO-DIFFUSION A ETE OBSERVE. CE MECANISME INTERVIENT FORTEMENT SUR LES PROPRIETES MECANIQUES, PAR EXEMPLE DANS L'ALLIAGE DE REVETEMENT NICOCRALYTA, IL ENTRAINE L'APPARITION DE LA DUCTILITE DANS LE MATERIAU. DES EFFETS COMPLEXES D'AMORTISSEMENT LIE A L'ORDRE ONT ETE MIS EN EVIDENCE DANS PLUSIEURS CAS: PIC DE RELAXATION INTENSE DANS LES POLYCRISTAUX NI#3AL ORDONNE LIE A LA PRESENCE DE FAUTES D'ORDRE ET EFFET D'AMORTISSEMENT NON THERMIQUEMENT ACTIVE DANS LE SUPERALLIAGE AM1 ET UN POLYCRISTAL A GRAINS NI#3AL ORDONNE ET DESORDONNE. CES RESULTATS ORIGINAUX SONT ANALYSES EN TERME DE DESORDRE LOCAL ET DE GRADIENT CHIMIQUE

Author: Éric Fleury (professeur).)
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L'ENDOMMAGEMENT EN FATIGUE ANISOTHERME PEUT ETRE ETUDIE GRACE A UN ESSAI TECHNOLOGIQUE, APPELE FATIGUE MECANO-THERMIQUE, COMPLEMENTAIRE DE L'ESSAI DE FATIGUE THERMIQUE. CET ESSAI A ETE APPLIQUE A UN SUPERALLIAGE BASE NICKEL MONOCRISTALLIN POUR AUBES DE TURBINE AVEC UN CYCLE SIMULANT LE COMPORTEMENT D'UN ELEMENT DE VOLUME DU BORD D'ATTAQUE. LA NATURE ANISOTROPE INFLUENCE LE COMPORTEMENT MECANIQUE ET LA RESISTANCE EN FATIGUE OLIGOCYCLIQUE ISOTHERME ET ANISOTHERME. L'EFFET EST D'AUTANT PLUS MARQUE A BASSES TEMPERATURES ET AUX FORTS NIVEAUX DEFORMATION OU UNE DEFORMATION PLASTIQUE LOCALISEE SUIVANT UN SYSTEME DE GLISSEMENT UNIQUE ET UN FAIBLE NOMBRE DE PLANS ACTIVES CONDUIT A UNE REDUCTION DE LA DUREE DE VIE PAR FISSURATION LE LONG DES PLANS DE CISAILLEMENT. LA TEMPERATURE A PLUS DE CONSEQUENCE SUR LA RESISTANCE MECANIQUE ET LES MODES D'ENDOMMAGEMENT. AUX TEMPERATURES A 760C L'ENVIRONNEMENT JOUE UN ROLE NEGLIGEABLE. LES FISSURES NE S'AMORCENT PAS A L'EMERGENCE DES BANDES DE GLISSEMENT, MAIS A PARTIR DES DEFAUTS QUE SONT LES POROSITES INHERENTES AU PROCEDE D'ELABORATION PAR SOLIDIFICATION ORIENTEE. LE MECANISME D'AMORCAGE A HAUTES TEMPERATURES (950C ET 1100C) EST LIE A LA RUPTURE REPETEE DES OXYDES DE SURFACE QUI SOUS L'EFFET DES SOLLICITATIONS CYCLIQUES ET DE LA DIFFERENCE DE COMPORTEMENT ENTRE L'ALLIAGE ET LES OXYDES PROVOQUE UNE OXYDATION INTERNE, CONDUISANT PROGRESSIVEMENT A LA FORMATION D'UNE MICRO-FISSURE. DANS LE DOMAINE DE TEMPERATURE ET DE FREQUENCE ETUDIE, L'ENVIRONNEMENT AFFECTE LA RESISTANCE DU SUPERALLIAGE. NOUS AVONS PROPOSE UN MODELE D'ENDOMMAGEMENT DECRIVANT LA PERIODE D'AMORCAGE DES FISSURES AVEC UNE INTERACTION FATIGUE-OXYDATION. UNE ZONE FRAGILISEE A ETE MISE EN EVIDENCE EN POINTE DE FISSURE DANS LAQUELLE LES VITESSES DE FISSURATION PEUVENT ETRE SUPERIEURES DE QUATRE ORDRES DE GRANDEUR A CELLES OBSERVEES DANS LE MATERIAU NON-FRAGILISEE. UNE EQUATION D'ENDOMMAGEMENT BASEE SUR LA DESCRIPTION QUANTITATIVE DES CINETIQUES D'OXYDATION ET DE LA PROPAGATION DE FISSURE PAR UNE ANALYSE DES CONDITIONS LOCALES DE LA CONTRAINTE DE RUPTURE PERMET DE PREDIRE DE FACON SATISFAISANTE LA DUREE DE VIE A L'AMORCAGE DES EPROUVETTES D'ORIENTATION CRISTALLOGRAPHIQUE 001

Author: Frédéric(s) Diologent
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Languages : fr
Pages : 176

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Nous avons étudié les différences de comportement en fluage (760ʿC/840 MPa, 950ʿC/300 MPa, 1050ʿC/150 MPa, 1150ʿC/100MPa) et en traction (entre 20ʿC et 1100ʿC) entre un superalliage monocristallin de première génération (AMI) et un superalliage monocristallin de nouvelle génération (MC-NG). La différence entre les chimies des deux alliages réside dans le fait que le MC-NG, contrairement à l'AM1, contient entre autres du rhénium et du ruthénium. L'influence de la microstructure γ/γ' des superalliages a également été prise en compte. Nous avons identifié les paramètres qui contrôlent la déformation en fluage des superalliages à 760ʿC. La différence de comportement que nous rencontrons entre l'AM1 et le MC-NG a dans ce cas été attribuée au durcissement en solution solide de la phase γ qui est plus important dans le MC-NG que dans l'AM1. Lors de la comparaison du comportement en fluage à 950ʿC et 1150ʿC nous avons mis en exergue le rôle bénéfique du rhénium dans le MC-NG qui inhibe la plasticité dans la phase γ au travers de différents mécanismes. Nous avons poussé plus avant nos investigations concernant le comportement en fluage à 1050ʿC de ces alliages. En effet, des études préliminaires avaient montré le caractère particulier des courbes de fluage du MC-NG comparé à d'autres superalliage à cette température. Nous avons identifié les mécanismes pilotant le début du stade de fluage tertiaire précoce dans le cas du MC-NG de même que les causes de la déstabilisation de la microstructure lamellaire γ/γ'. En traction le but était de comprendre dans quelle mesure la limite élastique à 0,2\% de déformation plastique était plus importante dans l'AM1 que dans le MC-NG au basse température. L'étude de ce comportement en fonction de la température ainsi que l'examen des structures de dislocations nous ont permis de conclure. Ainsi, le fait que la phase γ' du MC-NG soit moins alliée en éléments titane et tantale que celle de l'AM1 est rendu responsable de cette différence.

Author: Jonathan Cormier
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Pages : 207

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En service, les hélicoptères bi-turbines peuvent rencontrer des régimes d’urgence dits OEI : un moteur s’arrête ce qui provoque une augmentation de la température en sortie de chambre de combustion. Dans ce contexte, le comportement en fluage anisotherme du superalliage monocristallin MC2 a été étudié afin de comprendre les répercussions de surchauffes à 1200°C sous charge sur son comportement ultérieur en fluage à 1050°C. Des moyens d’essai spécifiques ont été développés pour caractériser le matériau dans des conditions thermiques représentatives. Les principales modifications après OEI sont l’apparition systématique d’un nouveau régime de fluage primaire, une vitesse de déformation en régime secondaire et une tolérance à l’allongement accrues. Ces modifications dépendent de la durée d’OEI et conduisent à un effet paradoxal sur un matériau préflué puisque les durées de vie post-OEI augmentent avec le temps de maintien à 1200°C. Les observations microstructurales montrent que le nouveau régime primaire découle des cinétiques de dissolution à 1200°C et de recoalescence à 1050°C de la phase ’ ; la vitesse de déformation et la tolérance à la déformation accrues sont attribuées à une modification des mécanismes de déformation. Pour rendre compte de ces résultats de façon satisfaisante, une loi viscoplastique de type Chaboche a été identifiée en isotherme, puis modifiée en anisotherme en introduisant deux nouvelles variables internes et une fonction de restauration.

Author: Karima Bouhanek
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Languages : fr
Pages : 197

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LES PROPRIETES MECANIQUES ET LA RESISTANCE A L'OXYDATION DES SUPERALLIAGES MONOCRISTALLINS PERMETTENT LEUR EMPLOI DANS LA FABRICATION DES AUBES DE TURBINES A GAZ. LE BUT DE CE TRAVAIL EST DE DETERMINER L'INFLUENCE DE LEUR COMPOSITION SUR LES CINETIQUES D'OXYDATION ENTRE 900 ET 1100C ET SUR LA NATURE ET LA MICROSTRUCTURE DES OXYDES ET D'ETUDIER LA STABILITE MECANIQUE DES COUCHES D'OXYDE FORMEES A 1100C. LES SUPERALLIAGES ETUDIES SONT: CMSX2, CMSX4, CMSX6, SRR99, MC2, MC2-SIHF, AM3, AM3-SIHF, AM3-TA, AM3-RE ET AM3-PT. L'AUGMENTATION DU RAPPORT AL/CR OU LA DIMINUTION DU RAPPORT TI/TA, DIMINUE LA VITESSE D'OXYDATION A 900C. L'ADDITION DE SI, HF, RE ET PT AMELIORE LA RESISTANCE A L'OXYDATION A 900 ET 1000C MAIS SEULS SI ET HF GARDENT LE MEME EFFET A 1100C. LES OXYDES FORMES A 900C SONT ADHERENTS ET FORMES DE QUATRE SOUS-COUCHES 1- (NI,CO)O + (NI,CO)CR#2O#4, 2- NITIO#3, 3- CR#2O#3 ET 4- (AL,CR,TI)(TA,TI)O#4. L'OXYDATION INTERNE DE L'ALUMINIUM ET UNE ZONE APPAUVRIE EN ' ONT ETE MISES EN EVIDENCE. A 1100C, LES OXYDES SONT FORMES DE CINQ SOUS-COUCHES 1-(NI, CO)O, 2- NITIO#3, 3- (NI,CO)CR#2O#4 + (NI,CO)AL#2O#4 4- (AL,CR,TI)(TA,TI)O#4 ET 5- AL#2O#3. CES OXYDES S'ECAILLENT PENDANT LE REFROIDISSEMENT A DES TEMPERATURES COMPRISES ENTRE 750 ET 300C. L'ECAILLAGE NE DEPEND PAS DE LA VITESSE DE REFROIDISSEMENT. LORSQUE L'ECAILLAGE SE PRODUIT A BASSE TEMPERATURE LES ZONES ECAILLEES ONT UNE MICROSTRUCTURE OU LES EMPREINTES DES CRISTALLITES D'ALUMINE ECAILLEE SONT VISIBLES ET LORSQUE IL SE PRODUIT A PLUS HAUTE TEMPERATURE, LES SURFACES MISES A NU PENDANT LE REFROIDISSEMENT SE REOXYDENT. APRES OXYDATION A 1100C, L'ECAILLAGE EST ENREGISTRE EN CONTINU PENDANT LE REFROIDISSEMENT. DEUX TYPES D'ECAILLAGE SONT OBSERVES : 1- RAPIDE ET BRUTAL ET 2- LENT ET PROGRESSIF. LES ESSAIS REALISES ONT PERMIS DE DETERMINER LA VARIATION DE TEMPERATURE, T, NECESSAIRE A L'INITIATION DE L'ECAILLAGE. LES RESULTATS ONT ETE ANALYSES AVEC LE MODELE D'EVANS ET LOBB DECRIVANT L'ECAILLAGE EN ABSENCE DE DEFORMATION PLASTIQUES DU SUBSTRAT METALLIQUE. T DEPEND DE L'EPAISSEUR DE LA COUCHE D'OXYDES ET DE L'ENERGIE DE RUPTURE INTERFACIALE. LES ELEMENTS D'ADDITION SI, HF, RE ET PARTICULIEREMENT PT DIMINUENT LA VALEUR DE T.

Author: Sébastien Dryepondt
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