thesis

Oxydation de superalliages à base de nickel : identification des mécanismes et conséquences sur le mode de propagation des fissures en fatigue à haute température

Defense date:

Jan. 1, 1995

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Institution:

Paris, ENMP

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Abstract FR:

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