Effet d’un traitement de phosphatation sur l’oxydation à haute température d’alliages de Titane
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Date
2007
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Abstract
Les aluminiures de titane offrent d'intéressantes propriétés en vue de leur application dans
l'aéronautique, notamment pour la fabrication de tuyères, d'aubes et de rotors des turbines ou,
encore sous forme de revêtements de pièces évoluant à haute température. Ils sont caractérisés par
de bonnes propriétés mécaniques à haute température (module d'élasticité et résistance au fluage
élevés jusqu'à 1100°C). De plus, ils ont une densité relativement faible qui varie, selon la
composition des alliages, entre 3,7 et 4,7. Cette caractéristique conduit à les considérer comme de
bons candidats pour remplacer, à terme, les alliages base nickel dont la densité est comprise entre
7,9 et 8,9.
Cependant, ils sont moins résistants à l'oxydation pour des températures supérieures à 800°C
et souffrent d'une fragilité à température ambiante (faible ténacité, ductilité réduite). Cette limite
pose un certain nombre de problèmes qui conduisent à la fois à des incertitudes sur la fiabilité du
matériau, et à des surcoûts liés aux difficultés plus grandes dans les procédés de fabrication et de
contrôle. D'après des études menées en environnements agressifs de ces alliages, cette mauvaise
résistance à l’oxydation est due à la formation simultanée de deux oxydes à la surface: le rutile et
l'alumine. La compétition entre ces deux oxydes empêche la formation d'une couche continue et
homogène d'alumine en surface, laquelle protègerait efficacement le substrat contre la corrosion.
Pour remédier à cette insuffisance, de nombreuses études ont été effectuées, soit en ajoutant
un ou plusieurs éléments (Mo, Cr, P, Nb, Mo, W, Terres Rares, halogènes, etc….) au substrat en
vue de modifier les processus d'oxydation, soit en préoxydant le substrat dans l'optique de former
une couche continue d'alumine avant sa mise en service, soit en le protégeant par des revêtements
qui serviront de barrières de diffusion. Il est important de noter que de nombreux traitements de
surface destinés à protéger l'alliage font intervenir le phosphore. Dans le cadre de notre travail,
notre objectif est d'étudier l'effet d'un traitement à l’acide orthophosphorique sur le
comportement en oxydation des aluminiures de titane.