Effet de l'adjonction de bore sur les mécanismes de frittage de poudres d'un superalliage base nickel PDF Download
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Author: Anne-Solenn Le Hô
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 236
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Book Description
Ce travail porte sur le développement de nouvelles poudres de brasage, dites "monocomposant", par broyage mécanique. La définition de telles poudres implique qu'elles soient constituées de particules de superalliage base nickel (Astroloy) présentant une surface ensemencée par du bore. Cette adjonction de bore doit permettre, lors d'un traitement thermique approprié, de fournir une phase liquide, de type eutectique Ni-B-Co, par le jeu d'une interdiffusion rapide du bore, du cobalt et de la base nickel. L'ambition est d'obtenir des poudres de rechargement beaucoup plus homogènes, comparées aux poudres actuellement en usage (poudres RBD : mélanges de poudres d'Astroloy et de NiCoSiB). Elles permettront alors d'envisager un meilleur contrôle de la fraction de la phase eutectique résiduelle, dont l'inconvénient principal est d'abaisser les propriétés mécaniques locales dans les rechargements et les assemblages. Un autre avantage économique attendu avec les poudres "monocomposant" tient à la réduction significative des coûts, rendue possible par la suppression de l'utilisation des poudres onéreuses de type NiCoSiB. D'un point de vue plus fondamental, il est par ailleurs intéressant d'étudier le comportement lors du frittage de ces poudres "monocomposant", notamment en comprenant le rôle du bore dans les mécanismes de frittage et de densification. Cette démarche est considérée comme un passage obligé afin de définir les conditions de fabrication de préformes autobrasables, ce point constituant le deuxième objectif industriel de l'étude. Les conditions de mise en œuvre de poudres "monocomposant" dans les procédés de rechargement et d'assemblage, qui constituent l'un des domaines importants de recherche et de développement de Snecma-Services, ont été également étudiées. La tenue mécanique d'assemblages obtenus par intercalation d'une pâte ou d'une préforme frittée autobrasable a été étudiée lors d'essais de fluage.
Author: Anne-Solenn Le Hô
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Languages : fr
Pages : 236
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Book Description
Ce travail porte sur le développement de nouvelles poudres de brasage, dites "monocomposant", par broyage mécanique. La définition de telles poudres implique qu'elles soient constituées de particules de superalliage base nickel (Astroloy) présentant une surface ensemencée par du bore. Cette adjonction de bore doit permettre, lors d'un traitement thermique approprié, de fournir une phase liquide, de type eutectique Ni-B-Co, par le jeu d'une interdiffusion rapide du bore, du cobalt et de la base nickel. L'ambition est d'obtenir des poudres de rechargement beaucoup plus homogènes, comparées aux poudres actuellement en usage (poudres RBD : mélanges de poudres d'Astroloy et de NiCoSiB). Elles permettront alors d'envisager un meilleur contrôle de la fraction de la phase eutectique résiduelle, dont l'inconvénient principal est d'abaisser les propriétés mécaniques locales dans les rechargements et les assemblages. Un autre avantage économique attendu avec les poudres "monocomposant" tient à la réduction significative des coûts, rendue possible par la suppression de l'utilisation des poudres onéreuses de type NiCoSiB. D'un point de vue plus fondamental, il est par ailleurs intéressant d'étudier le comportement lors du frittage de ces poudres "monocomposant", notamment en comprenant le rôle du bore dans les mécanismes de frittage et de densification. Cette démarche est considérée comme un passage obligé afin de définir les conditions de fabrication de préformes autobrasables, ce point constituant le deuxième objectif industriel de l'étude. Les conditions de mise en œuvre de poudres "monocomposant" dans les procédés de rechargement et d'assemblage, qui constituent l'un des domaines importants de recherche et de développement de Snecma-Services, ont été également étudiées. La tenue mécanique d'assemblages obtenus par intercalation d'une pâte ou d'une préforme frittée autobrasable a été étudiée lors d'essais de fluage.
Author: Alice Dumont
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
L'alliage N19 est un superalliage base nickel, élaboré par métallurgie des poudres, qui a été développé récemment en vue d'une application pour disques de turbine aéronautique. L'objectif de cette étude est d'optimiser la microstructure de cet alliage en agissant sur les paramètres de traitements thermiques pour améliorer les propriétés mécaniques de l'alliage. Une bonne compréhension des relations entre les paramètres de traitements thermiques et la microstructure, d'une part, et, des relations entre la microstructure et les propriétés mécaniques, d'autre part, est donc nécessaire. De nombreux traitements thermiques ont été appliqués à l'alliage N19 pour évaluer l'effet de la température de mise en solution, des conditions de refroidissement et de la température de revenu sur la taille de grains, et sur la taille et la distribution des précipités gamma prime. L'observation des microstructures en microscopie électronique à balayage et en transmission a permis d'évaluer l'effet des différentes étapes du traitement thermique sur les caractéristiques microstructurales de l'alliage. L'effet de ces modifications microstructurales sur la vitesse de propagation de fissure en fatigue-fluage à 650°C a été étudié. Les résultats de ces essais de propagation de fissure en fatigue-fluage ont été analysés à l'aide d'essais de comportement en fatigue-relaxation. Une synthèse des différentes propriétés mécaniques de l'alliage en fonction des paramètres de traitements thermiques et des caractéristiques microstructurales a été proposée.
Author: Simon Gélinas
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Languages : en
Pages : 0
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Les aciers fabriqués en métallurgie des poudres (MP) conventionnelle sont caractérisés par une proportion importante de porosités inhérentes au procédé de fabrication. Ces porosités constituent des défauts dans la microstructure et ont pour effet de limiter les propriétés mécaniques atteignables dans les aciers MP, en comparaison avec les matériaux corroyés. L'option la plus directe pour réduire l'incidence négative des porosités est de tout simplement réduire leur proportion, soit en augmentant la densité à crue ou en favorisant la densification lors du frittage. Concernant cette dernière approche, un système métallurgique en MP peut être conçu pour permettre la formation d'une phase liquide lors de l'étape de frittage. La phase liquide a pour effet d'activer des mécanismes de densification et de transport de matière supplémentaire dont la cinétique est plus rapide que les mécanismes se produisant à l'état solide. Dans les aciers MP, l'ajout d'une certaine proportion de bore permet de créer une phase liquide menant à une densification améliorée. Bien que le bore permette, à terme, d'atteindre des densités frittées supérieures à ce qu'il est possible d'obtenir lors du frittage à l'état solide, la solidification d'une phase liquide issue d'une réaction eutectique mène obligatoirement à la formation d'une structure eutectique contenant au moins un composé riche en bore. La présence de cette structure eutectique, reconnue pour conférer un comportement fragile aux aciers MP contenant du bore, constitue un élément limitant les possibilités et l'adoptabilité de ces matériaux. Cette situation ambivalente est problématique puisque la relation entre les propriétés mécaniques, la phase liquide solidifiée et la composition chimique n'est pas bien documentée. Cette thèse s'attaque à la question du frittage en phase liquide des aciers MP contenant du bore sous plusieurs aspects. L'utilisation d'un alliage-mère spécialement conçu pour promouvoir la formation d'une phase liquide est d'abord explorée. Il s'avère possible de produire des aciers MP au bore n'étant pas sujet aux impacts néfastes de la phase liquide solidifiée en contrôlant la teneur de plusieurs éléments chimiques autres que le bore, tels le carbone et le molybdène. Les travaux sont ensuite axés sur l'effet de la teneur en molybdène pré-allié sur l'initiation et sur les mécanismes du frittage en phase liquide, ainsi que sur la relation entre la microstructure formée lors de la solidification de la phase liquide et les propriétés mécaniques. Une analyse détaillée des microstructures en microscopie optique et électronique, ainsi que de la nature des phases composant la structure eutectique, a permis de révéler l'importance de promouvoir la formation de borures et non de borocarbures, en limitant la teneur en Mo pré-alliée. De plus, cette thèse explore une alternative à l'alliage-mère initialement étudié, soit le pré-alliage du bore. L'optimisation de la composition chimique d'aciers fabriqués à partir d'une poudre de fer pré-allié avec du bore a révélé que chaque élément d'alliage utilisé, et non seulement le molybdène, présentent une teneur seuil à ne pas dépasser pour ne pas impacter négativement les propriétés mécaniques. Finalement, ces travaux apportent de nouvelles connaissances sur les aciers MP au bore et sur leur frittage en phase liquide, et permettent d'établir des plages de teneur en éléments d'alliage permettant de profiter des effets bénéfiques de la présence d'une phase liquide sur la densification.
Author: Gérard LEMAÎTRE
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Languages : fr
Pages : 185
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Author: Pascal Fabregue
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Languages : fr
Pages : 176
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ETUDE DES PROPRIETES DE FATIGUE DES SUPERALLIAGES CONTENANT DES INCLUSIONS DE TYPE CERAMIQUE. DETERMINATION, A TEMPERATURE AMBIANTE, DES CINETIQUES DE DEBUT DE PROPAGATION DE FISSURES A PARTIR DES DEFAUTS PRESENTS DANS LA STRUCTURE. MISE EN EVIDENCE, D'UN EFFET DE "FISSURE COURTE". IL EST DEMONTRE QUE DEUX PARAMETRES JOUENT UN ROLE, ESSENTIEL DANS LA DIFFERENCIATION DES CINETIQUES DE PROPAGATION DES FISSURES COURTES ET LONGUES : LE CARACTERE TRIDIMENTIONNEL DES FISSURES NATURELLES ET LE PHENOMENES DE FERMETURE DE FISSURES
Author: Jean-Christophe Chassaigne
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Languages : fr
Pages : 148
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Author: ABDERRAHMAN.. SAYD
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Languages : fr
Pages : 130
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ETUDE DU FRITTAGE EN PHASE SOLIDE DE 2 POUDRES DE NI DE GROSSE ( EQUIV. A 120 MU M) ET PETITE ( EQUIV. A 60 MU M) GRANULARITE. ETUDE MORPHOLOGIQUE DES FRITTES DE NI S'APPUYANT SUR LES METHODES AUTOMATIQUES D'ANALYSE D'IMAGES ET SUR DES PROPRIETES PHYSIQUES. EVOLUTION DE CES GRANDEURS EN FONCTION DU TEMPS ET DE LA TEMPERATURE DE FRITTAGE PERMETTANT, PAR UNE APPROCHE THERMODYNAMIQUE DE METTRE EN EVIDENCE LE MECANISME PREPONDERANT
Author: GILLES.. HOCHSTETTER
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Languages : fr
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LE TRAVAIL A PORTE SUR LA RESISTANCE A LA PROPAGATION DES FISSURES A CHAUD DANS UN SUPERALLIAGE A BASE DE NICKEL, LE N18. CET ALLIAGE A ETE RECEMMENT DEVELOPPE PAR LA SNECMA EN VUE DE LA FABRICATION DE DISQUES DE TURBOMACHINE. LES RESULTATS INDIQUENT QUE L'EFFET DE L'ENVIRONNEMENT EST LE PRINCIPAL FACTEUR D'ENDOMMAGEMENT EN FATIGUE ET FATIGUE-FLUAGE. IL FAVORISE L'APPARITION D'UN MODE DE RUPTURE INTERGRANULAIRE. ON MONTRE, PARALLELEMENT, QUE LES PREMIERS INSTANTS DE L'OXYDATION DE L'ALLIAGE CORRESPONDENT A LA FORMATION D'UN OXYDE DU TYPE (NI,CO,O), NON PASSIVANT, CE, MALGRE LA FORTE TENEUR EN CHROME DE L'ALLIAGE (23%AT. DANS LA MATRICE ). ON MET EN EVIDENCE L'EXISTENCE D'UNE PRESSION PARTIELLE D'OXYGENE DE TRANSITION, DE L'ORDRE DE 10#-#6 ATM., EN DECA DE LAQUELLE TOUT EFFET FRAGILISANT DE L'ENVIRONNEMENT CESSE. CELA S'ACCOMPAGNE D'UN CHANGEMENT DANS LE MODE D'OXYDATION DE L'ALLIAGE: CELUI-CI DEVIENT CHROMEFORMEUR. L'EFFET DE L'ENVIRONNEMENT AGIT DE FACON TOTALEMENT COUPLEE A LA MECANIQUE. CELA SE TRADUIT PAR DEUX PHENOMENES MARQUANTS, LORSQUE LA PRESSION PARTIELLE D'OXYGENE EST SUPERIEURE A LA PRESSION DE TRANSITION: SON EFFET FRAGILISANT EST LARGEMENT ACCRUE LORSQUE LE CHARGEMENT MECANIQUE COMPORTE UNE COMPOSANTE STATIQUE IMPORTANTE (L'EFFET D'UN TEMPS DE MAINTIEN A LA CHARGE MAXIMUM DU CYCLE DE FATIGUE EST PLUS IMPORTANT QUE CELUI DE LA FREQUENCE DU CYCLE). LA RESISTANCE A LA PROPAGATION DES FISSURES PEU ETRE TRES AFFECTEE PAR LA MICROSTRUCTURE DE L'ALLIAGE ET EN PARTICULIER, PAR LA PRESENCE DE PRECIPITES ' D'UNE TAILLE INFERIEURE A 100 NM, PRES DES JOINTS DE GRAINS DE L'ALLIAGE. L'EFFET DE LA MICROSTRUCTURE EST SURTOUT SENSIBLE EN PRESENCE D'UN CHARGEMENT AYANT COMPOSANTE STATIQUE IMPORTANTE. ON CONCLU QUE LE MECANISME DE RUPTURE LE PLUS ENDOMMAGEANT EST CELUI FAISANT INTERVENIR UN COUPLAGE ENTRE LE FLUAGE ET L'EFFET DE L'ENVIRONNEMENT, LOCALISE AU NIVEAU DES JOINTS DE GRAINS DE L'ALLIAGE. ON EMET L'HYPOTHESE QUE CE MECANISME DE RUPTURE EST UN PHENOMENE DE GLISSEMENT INTERGRANULAIRE FAVORISE PAR LA PRESENCE D'OXYGENE DANS LES JOINTS DE GRAINS, LAQUELLE SERAIT UNE CONSEQUENCE DU MODE D'OXYDATION DE L'ALLIAGE
Author: Jocelyne Dran
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Languages : fr
Pages : 117
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Book Description
L'étude du comportement au frittage des mélanges pulvérulents (Ni + Cr) a essentiellement permis de mettre en évidence deux phénomènes perturbateurs respectivement liés à la notable oxydabilité du chrome, et au développement d'un effet Kirkendall associé à la plus grande mobilité de ce même élément. Selon le type d'atmosphère mise en œuvre (hydrogène, argon statique ou dynamique, vide primaire) les évolutions peuvent varier de façon significative (en particulier lorsque des processus de réduction interviennent). L'analyse détaillée des zones de diffusion a conduit à préciser de nombreux aspects encore controversés du diagramme d'équilibre Ni-Cr. Par ailleurs, le degré d'homogénéité atteint en fonction des traitements thermiques et mécaniques appliqués a été caractérisé de façon précise sur la base d'un critère fondé sur la loi du X2 de Pearson. Enfin, l'effet d'une addition limitée d'aluminium ((5% pds) a conduit à constater qu'il se produisait un transfert d'oxygène de Cr2O3 vers Al, quelle que soit l’atmosphère de traitement choisie. D'autre part, cette addition permet de minimiser les conséquences fâcheuses de l'effet Kirkendall et d'aboutir à des alliages relativement denses et homogènes (Ni -20Cr -5Al par exemple).
Author: Philippe Canale
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Languages : fr
Pages : 250
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Book Description
Un contrat CIFRE entre la Société TRIEFUS A.D.I.E., filiale du groupe Japonais ASAHI Diamond et l'Université de Paris-Sud avait pour objet la préparation d'une thèse dans le but d'améliorer les meules diamantées à joint rond servant au détourage du verre pour l'automobile. Ces meules sont constituées d'un moule en acier à l'intérieur duquel est frittée, vers 800ʿC, une partie abrasive composite, constituée d'un liant métallique dans lequel sont dispersés des grains de diamant (superabrasifs). Le choix d'un tel liant s'explique par le fait qu'il s'agit du meilleur compromis en termes de résistance mécanique et de bonnes propriétés thermiques par rapport à d'autres types de liant (vitrifiés, résinoïdes). Nous avons modifié la technique de fabrication de ces meules en utilisant la cuisson par induction au lieu de la cuisson dans un four traditionnel, afin d'obtenir une bonne qualité de coupe, mais aussi un bon état de surface du verre meulé, sans égrisure. Des essais dilatométriques ont permis de suivre le frittage des poudres de départ, d'alliages métalliques simples et de coupes de meules industrielles. Nous n'avons pas mis en évidence de comportement dimensionnel différent entre des meules cuites en four traditionnel ou par la technique d'induction. Le liant de la partie abrasive est un système complexe polyconstitué (Ag, Cu, Ti, W et Fonte) et polyphasé dont l'étude a nécessité l'analyse de systèmes simplifiés binaires, ternaires puis quaternaires, choisis parmi ces cinq constituants. Un accent tout particulier a été porté sur le binaire Cu-Ti, étant donnée sa grande réactivité chimique vis à vis des autres éléments. Une nouvelle phase de composition atomique voisine de CuTi3 a été mise en évidence lors de traitements thermiques de longue durée. Une structure cristalline orthorhombique, de groupe d'espace Pbam, a été proposée, ainsi qu'un nouveau diagramme de phases Cu-Ti à l'équilibre, intégrant cette nouvelle phase. A partir des systèmes métalliques simples précédents, des systèmes composites avec ajout de poudre de diamant ont été étudiés. Aux températures de frittage industriel (proches de 800ʿC), nous n'avons pas noté de réactivité chimique entre le diamant et les poudres métalliques, puisque le système a uniquement fritté en phase solide. Le diamant n'est donc accroché que mécaniquement au liant métallique. Le même type d'observations a été fait sur des meules industrielles.
