Author: François Armanet Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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APPLICATION A L'ETUDE DE LA DUREE DE SERVICE DES RESISTANCES ELECTRIQUES A HAUTE TEMPERATURE. EFFET DES ADDITIONS DE LA, CE, Y, TH, SOUS FORME METALLIQUE OU D'OXYDE, SUR LA CINETIQUE D'OXYDATION DES ALLIAGES 80 NI-20 CR
Author: Pierre Faure Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 116
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ROLE DU SI SUR LE COMPORTEMENT A L'OXYDATION DE L'ALLIAGE NI-20CR. CINETIQUE D'OXYDATION. STRUCTURE ET MORPHOLOGIE DES COUCHES D'OXYDES. EFFET DE CONTRAINTES SUR L'OXYDATION AU MOYEN D'ESSAIS DE FLUAGE SUR EPROUVETTES PREOXYDEES
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Ce travail s'inscrit dans un cadre de recherche qui a pour objectif essentiel l'étude de l'influence de la vapeur d'eau sur l'oxydation à haute température d'un alliage formeur de Cr2O3 à base de nickel. L'alliage étudié pour cette étude est le SY 625. L'originalité de cette étude repose sur l'utilisation d'un montage expérimental, mis en oeuvre au laboratoire. Ce montage appelé « montage vapeur d'eau » permet de réaliser l'oxydation du SY 625 à haute température (900-1100°C) en présence de vapeur d'eau (7,5 et 33% de vapeur d'eau) avec différents gaz vecteurs (oxygène, air, argon et azote) en conditions isotherme ou cyclique. Les résultats cinétiques obtenus sous air, ne montrent pas de différences notables que l'oxydation soit réalisée en conditions sèche ou humide (quelque soit le taux de vapeur d'eau). Les résultats n'ont pas montré de breakaway pour les durées d'oxydation allant jusqu'à 48 heures. Ceci est attribué au fait qu'il n'y a pas formation d'oxydes de fer sachant que l'alliage contient seulement 0,23% en masse de fer. Les résultats de DRX montrent la formation des mêmes phases quel-que-soit le gaz vecteur utilisé (en atmosphère sèche ou humide). A 900 et 1000°C, l'oxyde Cr2O3 est détecté ainsi que deux composés intermétalliques : Ni3Mo et NbNi4. En revanche à 1100°C, l'oxyde Cr2O3 est toujours présent mais les composés intermétalliques sont oxydés pour donner un oxyde mixte CrNbO4. L'oxydation du molybdène au dessus de 1000°C conduit à la formation de MoO3 qui est un oxyde volatil. Les analyses morphologiques, ont montré la présence de couches de chromine plus plastiques avec une porosité répartie sur toute l'épaisseur de la couche pour les essais réalisés en présence de vapeur d'eau. Les couches d'oxyde sont alors plus adhérentes. Ceci a été confirmé par des essais d'oxydation en conditions cycliques, qui ont montré notamment à 1100°C, une meilleure tenue mécanique de la couche d'oxyde en présence de vapeur d'eau. Les tests d'oxydation en présence d'un marquage à l'or a aussi permis de mettre en évidence un mécanisme d'oxydation mixte pour les oxydations réalisées en atmosphères riche en oxygène que l'on soit sous atmosphère sèche ou humide. En revanche, le marquage à l'or a montré la présence d'un mécanisme d'oxydation interne pour les atmosphères pauvres en oxygène, avec des couches d'oxydes présentant une adhérence parfaite. Le fait d'ajouter de la vapeur d'eau à ces atmosphères pauvres en oxygène, entraine la réapparition d'un mécanisme de diffusion mixte.
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L'ETUDE DE L'OXYDATION D'ALLIAGES A BASE DE NIOBIUM DU SYSTEME NB/TI/AL S'INSCRIT DANS UN PROGRAMME DE DEVELOPPEMENT DE NOUVEAUX ALLIAGES A HAUTES PROPRIETES MECANIQUES POUR DES APPLICATIONS TURBO-MACHINE. L'EMPLOI DE TECHNIQUES COMPLEMENTAIRES A PERMIS LA CARACTERISATION DES CINETIQUES D'OXYDATION, DE LA MORPHOLOGIE ET DE LA NATURE DES COUCHES D'OXYDE, AINSI QUE L'ETUDE METALLOGRAPHIQUE EN COUPE DES ECHANTILLONS OXYDES A DES TEMPERATURES COMPRISES ENTRE 600 ET 1100C, SOUS DIFFERENTS ATMOSPHERES OXYDANTES. LE ROLE DE LA MICROSTRUCTURE ET DE L'ETAT DE SURFACE EST DISCUTE. L'OXYDATION DES ALLIAGES CONDUIT A LA FORMATION D'UNE COUCHE EXTERNE D'OXYDE, D'UNE COUCHE INTERNE ET A LA DISSOLUTION SIMULTANEE DE L'OXYGENE DANS LE METAL SOUS-JACENT. L'AZOTE, PRESENT DANS L'AIR, RALENTIT LES CINETIQUES D'OXYDATION, LIMITE LA FORMATION DE LA COUCHE INTERNE ET MODIFIE LA MORPHOLOGIE DE LA COUCHE EXTERNE. LE MOLYBDENE RALENTIT L'OXYDATION DES ALLIAGES SOUS OXYGENE, MAIS A L'EFFET INVERSE SOUS AIR. LE CARBONE SEMBLE AVOIR UN EFFET SUR L'ADHERENCE ET LA COMPACITE DES COUCHES D'OXYDE FORMEES, MAIS NE DIMINUE PAS LES VITESSES D'OXYDATION. LE PALLADIUM APPARAIT ETRE TRES INTERESSANT PUISQU'IL RALENTIT DE FACON CONSEQUENCE LES CINETIQUES ET FORMENT DES COUCHES PLUS COMPACTES. LA SEGREGATION (NON SYSTEMATIQUE) DU PALLADIUM A L'INTERFACE COUCHE EXTERNE/COUCHE INTERNE AMELIORE CONSIDERABLEMENT L'ADHERENCE DE LA COUCHE EXTERNE. DES COMPORTEMENTS SPECIFIQUES EN RELATION AVEC LA MICROSTRUCTURE DES COUCHES D'OXYDES ONT ETE MIS EN EVIDENCE. A TRAVERS LA DETERMINATION PARTIELLE DU DIAGRAMME DE PHASE TIO#2-NB#2O#5-AL#2O#3 IL A ETE POSSIBLE DE COMPARER LA COMPOSITION EN ELEMENT METALLIQUE DE L'OXYDE AVEC CELLE DE L'ALLIAGE. CETTE COMPARAISON A MONTRE QUE LA DIFFUSION MOLECULAIRE A TRAVERS LA COUCHE EXTERNE SOUVENT FISSUREE OU POREUSE ET LES REACTIONS INTERFACIALES ETAIENT LES PROCESSUS PREPONDERANTS DE L'OXYDATION DE CES ALLIAGES. LA DIFFUSION CHIMIQUE, CONDUISANT A L'OXYDATION SELECTIVE D'UN ELEMENT DE L'ALLIAGE, PARAIT JOUER UN ROLE SECONDAIRE
Author: François Armanet
Author: Pierre Faure
Author: Pierre Faure
Author: Pierre Fauré (chemicus.)
Author: Raphaël Rolland
Author: Christophe Roos