Contribution à la modélisation des mécanismes de fluage-corrosion à haute température. Cas des superalliages à base de Nickel riche en Cobalt
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Date
2010
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Abstract
Afin d'améliorer les performances des turbines à gaz, il est nécessaire de comprendre les
mécanismes de détérioration qui ont lieu pendant leur utilisation. Certaines pièces mécaniques
constituant les turbines, telles que les aubes, sont soumises à de sévères sollicitations
thermomécaniques dans un environnement corrosif.
Ces sollicitations conduisent à des endommagements de type fatigue thermomécanique,
fluage et oxydo-corrosion qu'il importe de maîtriser afin de garantir la tenue en service.
Cette thèse vise à apporter une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans
le fonctionnement des aubes de turbines à gaz.
Les matériaux utilisés pour la fabrication de ces composants critiques sont des superalliages
à base nickel.
Les propriétés particulières de ces matériaux proviennent de la présence de deux phases (CFC).
Lamatricedeγestunesolutionsolidedetypeausténitique constitué principalement de nickel et le
précipité γ' chimiquement ordonnée (type A3B) forme de renfort.
Une étude expérimentale qui a été menée sur cet alliage. L’étudeexpérimentale se
décompose en trois parties :
Un traitement thermique constitué d’unemiseensolution,suiviededeuxrevenus
a été appliqué. Il joue un rôle important, car il conditionne la stabilité des phases.
L’alliage a été caractérisé du point de vue structural, microstructural
(métallographie, microscopie électronique à balayage et en transmission avec
spectroscopiededispersiond’énergie)etthermomécanique(duretéet microdureté
Vickers).
Le stade stationnaire constitue généralement une grande partie des courbes de
fluage. Nous nous sommes particulièrement intéressés à déterminer les valeurs
des paramètres effectifs pendant le fluage secondaire pour développer un modèle
de fluage à haute température pour les superalliages base nickel dans le domaine
de contrainte appliquée et de température.
Sousl’effetd’uneélévationdetempérature,lemétalpeutsubiruneagressionde
la part du milieu avec lequel il est en contact : air, autre atmosphère gazeuse
comme les gaz de combustion. étudier les problèmes de la tenue à la corrosion à
haute température, ainsi quelesmécanismesd’oxydation. essais de corrosion à
chaud ont été réalisés à différentes températures sur l'alliage à 700°C et 850°C La
cinétique de croissance, ainsi que la nature et la microstructure del’oxydeformé
sont dans un premier temps, étudiées en effectuant des essais d'oxydation
isotherme dans des conditions aussi proches de celles d'utilisation