Influence d'une déformation mécanique sur les premiers stades de l'oxydation d'un alliage Ni80-Cr20 PDF Download
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NOUS PRESENTONS L'ETUDE DE L'INFLUENCE D'UNE DEFORMATION MECANIQUE UNIAXIALE SUR LES PREMIERS STADES DE L'OXYDATION D'UN ALLIAGE NI80-CR20 POLYCRISTALLIN, A DES TEMPERATURES COMPRISES ENTRE 550 ET 830C, SOUS QUELQUES 10##4 PA D'OXYGENE. LES ECHANTILLONS SONT RECUITS ET NETTOYES PAR BOMBARDEMENT IONIQUE AU SEIN D'UNE ENCEINTE A ULTRA-VIDE, DEFORMES IN SITU A LA TEMPERATURE AMBIANTE GRACE A UNE MICRO-MACHINE DE TRACTION. APRES OXYDATION SUIVIE EN CONTINU PAR SPECTROMETRIE D'ELECTRONS AUGER, CES ECHANTILLONS SONT TRANSFERES DANS UN AUTRE APPAREIL POUR PRECISER LA DISTRIBUTION DE L'OXYDE FORME (ANALYSE PAR MICROSONDE A ELECTRONS AUGER, PROFILS DE COMPOSITION EN ET SOUS LA SURFACE). AUX TEMPERATURES DE 550, 650 ET 750C, NOUS MONTRONS QUE LES DEFAUTS INDUITS PAR UNE DEFORMATION MECANIQUE ACCELERENT LA FORMATION D'OXYDE DE CHROME A LA SURFACE DE L'ALLIAGE. CET OXYDE EST LE SEUL QUI APPARAIT DANS NOS CONDITIONS EXPERIMENTALES SOUS FORME D'UNE PELLICULE COMPACTE SUPERFICIELLE, APRES UNE PERIODE D'INCUBATION PLUS OU MOINS LONGUE. A DES DEGRES VARIABLES, LES ANALYSES PONCTUELLES D'ECHANTILLONS APRES OXYDATION REVELENT QUE LA CROISSANCE DE L'OXYDE S'EFFECTUE DE FACON HETEROGENE ET QU'ELLE NECESSITE DES RELATIONS D'ORIENTATION PARTICULIERES AVEC LE SUBSTRAT. PAR AILLEURS, ELLES METTENT EN EVIDENCE L'INCORPORATION D'OXYGENE A DES CONCENTRATIONS SUPERIEURES A LA SOLUBILITE LIMITE A COTE DE PLAGES OU L'OXYDE DE CHROME S'EST DEVELOPPE. GRACE A DES CALCULS THEORIQUES ASSOCIES A DES MODELISATIONS DES PREMIERES MONOCOUCHES DE L'ALLIAGE, NOUS RENDONS COMPTE DE FACON SIMPLE DE CES PHENOMENES. A 830C, CET OXYDE NE SE FORME PAS DU FAIT DE L'ELIMINATION PAR RESTAURATION THERMIQUE DES DEFAUTS SUPERFICIELS ET L'INCORPORATION D'OXYGENE EST TRES DEPENDANTE DE LA DEFORMATION MECANIQUE.
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NOUS PRESENTONS L'ETUDE DE L'INFLUENCE D'UNE DEFORMATION MECANIQUE UNIAXIALE SUR LES PREMIERS STADES DE L'OXYDATION D'UN ALLIAGE NI80-CR20 POLYCRISTALLIN, A DES TEMPERATURES COMPRISES ENTRE 550 ET 830C, SOUS QUELQUES 10##4 PA D'OXYGENE. LES ECHANTILLONS SONT RECUITS ET NETTOYES PAR BOMBARDEMENT IONIQUE AU SEIN D'UNE ENCEINTE A ULTRA-VIDE, DEFORMES IN SITU A LA TEMPERATURE AMBIANTE GRACE A UNE MICRO-MACHINE DE TRACTION. APRES OXYDATION SUIVIE EN CONTINU PAR SPECTROMETRIE D'ELECTRONS AUGER, CES ECHANTILLONS SONT TRANSFERES DANS UN AUTRE APPAREIL POUR PRECISER LA DISTRIBUTION DE L'OXYDE FORME (ANALYSE PAR MICROSONDE A ELECTRONS AUGER, PROFILS DE COMPOSITION EN ET SOUS LA SURFACE). AUX TEMPERATURES DE 550, 650 ET 750C, NOUS MONTRONS QUE LES DEFAUTS INDUITS PAR UNE DEFORMATION MECANIQUE ACCELERENT LA FORMATION D'OXYDE DE CHROME A LA SURFACE DE L'ALLIAGE. CET OXYDE EST LE SEUL QUI APPARAIT DANS NOS CONDITIONS EXPERIMENTALES SOUS FORME D'UNE PELLICULE COMPACTE SUPERFICIELLE, APRES UNE PERIODE D'INCUBATION PLUS OU MOINS LONGUE. A DES DEGRES VARIABLES, LES ANALYSES PONCTUELLES D'ECHANTILLONS APRES OXYDATION REVELENT QUE LA CROISSANCE DE L'OXYDE S'EFFECTUE DE FACON HETEROGENE ET QU'ELLE NECESSITE DES RELATIONS D'ORIENTATION PARTICULIERES AVEC LE SUBSTRAT. PAR AILLEURS, ELLES METTENT EN EVIDENCE L'INCORPORATION D'OXYGENE A DES CONCENTRATIONS SUPERIEURES A LA SOLUBILITE LIMITE A COTE DE PLAGES OU L'OXYDE DE CHROME S'EST DEVELOPPE. GRACE A DES CALCULS THEORIQUES ASSOCIES A DES MODELISATIONS DES PREMIERES MONOCOUCHES DE L'ALLIAGE, NOUS RENDONS COMPTE DE FACON SIMPLE DE CES PHENOMENES. A 830C, CET OXYDE NE SE FORME PAS DU FAIT DE L'ELIMINATION PAR RESTAURATION THERMIQUE DES DEFAUTS SUPERFICIELS ET L'INCORPORATION D'OXYGENE EST TRES DEPENDANTE DE LA DEFORMATION MECANIQUE.
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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
Author: Jean-François Schmitt
Author: Jean-François Schmitt
Author: REGINE.. MOLINS-GERVAIS