Influence de la vitesse de déformation sur le comportement cyclique à haute température d'un superalliage à base de nickel PDF Download
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Author: Jean Menigault
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Languages : fr
Pages : 215
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Book Description
Les propriétés mécaniques en fatigue oligocyclique et en traction monotone de l'alliage à base de nickel Udimet 500 ont été étudiées à 700°C pour diverses vitesses de déformation. Les observations microstructurales montrent que les ous-structures de dislocations évoluent très nettement rn fonction de la vitesse : globalement, on observe une dissociation des dislocations au fur et à mesure de la diminution de la vitesse de déformation. Cette dissociation des dislocations parfaites en partielles de Shockley conduit à la formation de défauts d'empilement étendus en fatigue et à l'apparition du maclage en traction. Des essais de relaxation ont été conduits après chargement monotone ou cyclique ; dans tous les cas, les volumes d'activation sont petits et ne peuvent être associés qu'à des obstacles très rapprochés ou bien à de la friction de réseau dans la phase (1). Nous proposons une modèlisation du comportement cyclique entermes de densités de dislocations (parfaites et/ou partielles), qui montre la possibilité d'existence d'un domaine de sensibilité négative de la contrainte à la vitesse de déformation. Cette modélisation est en accord avec les résultats expérimentaux.
Author: Jean Menigault
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Languages : fr
Pages : 215
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Les propriétés mécaniques en fatigue oligocyclique et en traction monotone de l'alliage à base de nickel Udimet 500 ont été étudiées à 700°C pour diverses vitesses de déformation. Les observations microstructurales montrent que les ous-structures de dislocations évoluent très nettement rn fonction de la vitesse : globalement, on observe une dissociation des dislocations au fur et à mesure de la diminution de la vitesse de déformation. Cette dissociation des dislocations parfaites en partielles de Shockley conduit à la formation de défauts d'empilement étendus en fatigue et à l'apparition du maclage en traction. Des essais de relaxation ont été conduits après chargement monotone ou cyclique ; dans tous les cas, les volumes d'activation sont petits et ne peuvent être associés qu'à des obstacles très rapprochés ou bien à de la friction de réseau dans la phase (1). Nous proposons une modèlisation du comportement cyclique entermes de densités de dislocations (parfaites et/ou partielles), qui montre la possibilité d'existence d'un domaine de sensibilité négative de la contrainte à la vitesse de déformation. Cette modélisation est en accord avec les résultats expérimentaux.
Author: Nedjoua Matougui
Publisher: Editions Universitaires Europeennes
ISBN: 9783841745439
Category :
Languages : fr
Pages : 184
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Book Description
Cet ouvrage traite une étude expérimentale et modélisation du comportement mécanique des alliages modèles nickel niobium au cours de leurs déformation à chaud. Ceci menera à améliorer les connaissances actuelles sur la déformation à chaud des superalliages à base de nickel, destinés pour la fabrication des disques de turbines (terrestres, aéronautique ou autres). L'objectif principal est d'établir l'influence de la teneur en niobium en solution solide sur le comportement de déformation à chaud d'alliages binaires de haute pureté à base de nickel. Pour ce faire, différents matériaux modèles Ni-Nb (Ni-0,01, 0,1, 1, 2, 5 et 10%Nb, + Ni pur), ont été élaborés et déformés en torsion à chaud à différentes températures (800, 900 et 1000°C) et vitesses de déformation (0.03, 0.1 et 0.3 s-1). Cette large gamme de conditions expérimentales est en mesure de déterminer les caractéristiques rhéologiques essentielles et l'influence de l'addition de niobium sur le comportement de la recristallisation dynamique, de caractériser les microstructures et microtextures de ces alliages par la technique moderne EBSD, et de proposer un concept de quantification de la taille des grains via le modele DDRX.
Author: CHRISTINE.. BOURDA
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Languages : fr
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LES MECANISMES DE DEFORMATION A GRANDE VITESSE, INDUITS PAR CHOC LASER A TEMPERATURE AMBIANTE, SONT ANALYSES DANS DU WASPALOY MONOCRISTALLIN 001, SUPERALLIAGE BASE NICKEL DONT LA FRACTION VOLUMIQUE PRECIPITEE EST DE L'ORDRE DE 25 POUR-CENT. ILS SONT COMPARES AUX MODES DE DEFORMATION OBTENUS PAR SOLLICITATIONS CONVENTIONNELLES (QUASI-STATIQUES) ET PRESENTES DANS LA LITTERATURE. DEUX TAILLES DE PRECIPITES (25 NM ET 100 NM) ONT ETE ETUDIEES. L'OBSERVATION EN MICROSCOPIE OPTIQUE, LES PROFILS DE RUGOSITE ET LES MESURES LOCALES DES CONTRAINTES ONT REVELE L'HETEROGENEITE DU TRAITEMENT PAR CHOC LASER. L'ATTENUATION DE L'ONDE DE PRESSION DANS LE MATERIAU EST SIMULEE A L'AIDE D'UN CODE DE CALCUL HYDRODYNAMIQUE BIDIMENSIONNEL EFHYD. LES OBSERVATIONS METALLIQUES EFFECTUEES A DIFFERENTES PROFONDEURS SONT CORRELEES AUX CONTRAINTES SUBIES PAR LE MATERIAU ET CALCULEES PAR LE CODE. LES CONFIGURATIONS DE CISAILLEMENT DES PRECIPITES (NI#3AL) ONT ETE ETUDIEES EN UTILISANT LA TECHNIQUE DU CHAMP FAIBLE. LES OBSERVATIONS ONT MONTRE QUE LES PRECIPITES ETAIENT CISAILLES PAR DES CONFIGURATIONS FAISANT INTERVENIR DES DEFAUTS D'EMPILEMENT DE SUPERRESEAUX, PROCESSUS DE CISAILLEMENT JAMAIS RENCONTRE DANS LA LITTERATURE A DES TEMPERATURES EN DESSOUS D'UNE TEMPERATURE DE 700C. OR, CES DEFAUTS ONT ETE EGALEMENT OBSERVES, APRES TRACTION QUASI-STATIQUE A TEMPERATURE AMBIANTE, PAR LE WASPALOY. CONTRAIREMENT AUX IDEES RECUES, LA TEMPERATURE NE JOUE PAS UN ROLE MOTEUR POUR LA FORMATION DE CE DEFAUT. LES DEFAUTS D'EMPILEMENT DE SURSTRUCTURE OBTENUS APRES CHOC LASER SONT DE NATURE EXTRINSEQUE. CE RESULTAT EST COHERENT AVEC LA NATURE DES BOUCLES OBTENUS LORS D'UN ESSAI DE COMPRESSION A HAUTE TEMPERATURE
Author: Sébastien Chomette
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Languages : fr
Pages : 0
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Dans le cadre du développement des Réacteurs à Haute Température (RHT), un des systèmes retenus pour la quatrième génération de centrale nucléaire, l'utilisation d'un cycle indirect est envisagée. Ce type d'installation, utilisant de l'hélium comme caloporteur, nécessite un échangeur intermédiaire de chaleur (Intermediate Heat eXchanger, IHX) le plus compact possible entre les circuits primaire et secondaire. Les contraintes imposées par la conception ainsi que les conditions sévères d'utilisation pour ce type d'installation (température maximale 850°C à 950°C, durée de vie 20000 h) ont orienté le choix des matériaux constitutifs de l'IHX vers deux alliages base nickel en solution solide : l'Inconel 617 et le Haynes 230. Le premier matériau a été largement étudié dans les années 1980 lors du projet allemand sur les RHT car possédant de bonnes propriétés mécaniques et en corrosion à haute température mais sa forte teneur en cobalt potentiellement activable est à considérer. Le Haynes 230, plus récent, possède des caractéristiques similaires à celles de l'alliage 617, le cobalt ayant été remplacé par du tungstène. L'objectif de cette thèse est d'étudier le comportement mécanique à haute température de ces deux alliages en relation avec les évolutions de leur microstructure. Les observations microstructurales à l'état de réception révèlent la présence de carbures primaires (M6C), la majorité étant répartie de manière homogène. Des carbures secondaires M23C6, peu nombreux, sont visibles à l'état de réception pour les deux matériaux. Les vieillissements thermiques imposés aux alliages à 850°C permettent une précipitation importante de carbures M23C6 sur les lignes de glissement et aux joints de grains, la taille de ces carbures augmentant et leur nombre réduisant avec la durée de traitement. A 950°C, l'évolution microstructurale conduit à une précipitation intragranulaire beaucoup plus limitée et à une évolution intergranulaire plus importante. Pour les deux matériaux, les observations de la microstructure et les résultats de dureté montrent que la majorité des évolutions microstructurales se produisent avant 1000 h aux deux températures étudiées. Les caractéristiques mécaniques de ces alliages ont été testées en traction, en fluage et en fatigue et fatigue relaxation. En particulier, les propriétés à 850°C et 950°C ont été étudiées pour différentes charges (en fluage), vitesses de déformation (en traction) et durées de relaxation (fatigue relaxation). Les effets d'un traitement initial ont également été étudiés, tels que l'effet d'un vieillissement thermique testé en fluage et traction et l'effet d'une prédéformation sur le fluage. Il ressort de cette étude que différents mécanismes de déformation sont mis en jeu successivement ou en parallèle au cours des essais réalisés. Ainsi, l'importance de la précipitation des carbures sur les propriétés mécaniques de l'Inconel 617 et du Haynes 230 a pu être démontrée, malgré leur statut d'alliages en solution solide. Par ailleurs, un même mécanisme thermiquement activé opère sur une très large gamme de vitesses de déformation, correspondant aux essais de traction, fluage et relaxation. Cette mise en relation entre microstructure et propriétés mécaniques permet de déterminer les avantages de chaque alliage ainsi que leurs limites d'utilisation dans le cadre de la fabrication d'un échangeur de chaleur de centrale nucléaire.
Author: Fabienne Touratier
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Languages : fr
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Le MC2 est un superalliage base nickel monocristallin constitué d'une matrice austénitique gamma renforcée par des précipités intermétalliques ordonnés gamma'. Cet alliage est couramment utilisé pour des applications à très haute température telles que les aubes de turbines. Son comportement aux très hautes températures est ici étudié en abordant deux aspects. Une modification du comportement en fluage anisotherme à 1150°C, où apparaissent une augmentation de la vitesse de fluage et une diminution de la durée de vie, ainsi qu'une direction de coalescence orientée des radeaux à 45° de la contrainte appliquée. Des essais de fluage isothermes et anisothermes à 1150°C, 1100°C et 950°C ont été réalisés et comparés à des simulations par éléments finis. Les microstructures obtenues ont été observées en microscopie électronique en balayage et à transmission. Nous proposons des mécanismes qui s'appuient sur la dissolution des radeaux, la montée des dislocations et des échanges de lacunes
Author: Florence Pettinari-Sturmel
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Languages : fr
Pages : 216
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CE TRAVAIL CHERCHE A DEFINIR L'INFLUENCE D'ELEMENTS D'ADDITION SUR LES CARACTERISTIQUES DE LA DEFORMATION DE PHASES DE SUPERALLIAGES BASE NICKEL MONOCRISTALLINS UTILISES A TRES HAUTE TEMPERATURE DANS LES TURBOREACTEURS. POUR CELA, DEUX ALLIAGES MODELES CONTENANT DU RHENIUM OU DU RUTHENIUM, ELEMENTS DES ALLIAGES INDUSTRIELS DE LA DERNIERE GENERATION, ONT ETE ELABORES A L'O.N.E.R.A. DES ESSAIS DE TRACTION MACROSCOPIQUES, DES OBSERVATIONS IN SITU AU MICROSCOPE A FORCE ATOMIQUE ET DES OBSERVATIONS EN MICROSCOPIE ELECTRONIQUE MONTRENT QU'IL EXISTE A TOUTE ECHELLE, DANS CES MATERIAUX, UNE DEFORMATION TRES LOCALISEE QUI DEVIENT HOMOGENE A 1050C. ENTRE 196C ET 750C LA DEFORMATION SE CARACTERISE PAR LA PROPAGATION D'EMPILEMENTS DE DISLOCATIONS AVEC UN APPARIEMENT DES DISLOCATIONS DE TETE, SIGNATURE D'UN ORDRE LOCAL. CETTE PAIRE DISPARAIT A 750C. L'ENERGIE DE DEFAUT D'EMPILEMENT DETERMINEE DANS LES DEUX ALLIAGES N'EVOLUE PAS AVEC LA TEMPERATURE ET NE PEUT DONC EXPLIQUER LA TRANSITION DE COMPORTEMENT OBSERVEE. PAR CONTRE, L'EXISTENCE D'UN ORDRE A COURTE DISTANCE DE TYPE D0#2#2, NI#3CR MIS EN EVIDENCE PAR DIFFUSION DIFFUSE DE NEUTRONS AINSI QUE LA DIMINUTION DES ENERGIES DE PAROI D'ANTIPHASE DIFFUSE QUAND LA TEMPERATURE AUGMENTE (DETERMINEES A PARTIR D'ANALYSES D'EMPILEMENTS) CONTRIBUENT A ATTRIBUER LA TRANSITION HETEROGENE-HOMOGENE DE LA DEFORMATION, A LA DISPARITION DE L'ORDRE. AU COURS DES ESSAIS DE DEFORMATION IN SITU L'EMPILEMENT DE DISLOCATIONS EST UTILISE COMME UNE SONDE, QUI EXPLORANT LA SOLUTION SOLIDE, MET EN EVIDENCE DIVERS PHENOMENES PHYSIQUES ET PERMET DE DETERMINER LES DIFFERENTES FORCES DE FRICTION RESSENTIES PAR LES DISLOCATIONS MOBILES. EN CONCLUSION, L'INTRODUCTION DANS LES PHASES DE RE OU DE RU CONDUIT A DES CARACTERISTIQUES MECANIQUES SIMILAIRES, DE SORTE QUE CES ELEMENTS PARAISSENT INTERCHANGEABLES. PAR RAPPORT A D'AUTRES ELEMENTS REFRACTAIRES, L'ADDITION DE RE OU DE RU INDUIT UN DEPLACEMENT VERS LES HAUTES TEMPERATURES DE LA TRANSITION DEFORMATION HETEROGENE/HOMOGENE.
Author: James S. Wolf
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Category : Nickel alloys
Languages : en
Pages : 76
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Book Description
Author: Hélène Rouault-Rogez
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Languages : en
Pages : 288
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Book Description
DES ESSAIS DE FLUAGE EN TRACTION ONT ETE REALISES SUR LE SUPERALLIAGE MONOCRISTALLIN A BASE NICKEL CMSX-2, T.T. ONERA, 001, DANS LE BUT D'ETUDIER LE COMPORTEMENT MECANIQUE A CHAUD DE CE MATERIAU. A PARTIR DES LOIS MATHEMATIQUES DE FLUAGE ET DE RELAXATION DE LA CONTRAINTE, UN MODELE UNITAIRE DE COMPORTEMENT A ETE PROPOSE. L'EXAMEN PAR M.E.T. DES MICROSTRUCTURES FLUEES A PERMIS D'APPORTER UNE SIGNIFICATION PHYSIQUE AUX DIFFERENTS PARAMETRES DE LA LOI ET D'ESQUISSER UNE CARTOGRAPHIE DES MECANISMES PARTICIPANT A LA DEFORMATION, POUR DE FAIBLES TAUX PRECEDANT TOUTE COALESCENCE PRONONCEE DES PRECIPITES. DES EFFETS DE LA COMPOSITION CHIMIQUE, DES SOLLICITATIONS ET DES CARACTERISTIQUES DES PRECIPITES DURCISSANTS SUR LA TENUE EN FLUAGE DU CMSX-2 ONT ALORS ETE EXAMINES A LA FOIS SUR LE PLAN CINETIQUE ET SUR CELUI DES MECANISMES. CERTAINS COUPLAGES ENTRE LES DIFFERENTS EFFETS SONT APPARUS ENTRAINANT DE NOUVELLES REPARTITIONS DES MECANISMES DE DEFORMATION. L'ASYMETRIE TRACTION/COMPRESSION DU COMPORTEMENT EN FLUAGE, REVELEE PAR LA COMPARAISON DES MESURES DE VITESSES QUASI STATIONNAIRES, A EGALEMENT PU ETRE ASSOCIEE A DES DIFFERENCES DE MICROSTRUCTURES APRES DEFORMATION. DES ESSAIS DE FLUAGE EN CISAILLEMENT ONT MIS EN EVIDENCE LE ROLE DECISIF JOUE PAR LES PRECIPITES SUR LA REDISTRIBUTION LOCALE DU CHAMP DE CONTRAINTES MACROSCOPIQUE. CE DERNIER POINT A SOULIGNE UNE FOIS DE PLUS L'INTERET D'UNE ETUDE PLUS FONDAMENTALE DES INTERFACES GAMMA/GAMMA PRIME: L'ELABORATION PAR LA TECHNIQUE DE SOUDAGE-DIFFUSION ET LA CARACTERISATION D'INTERFACES SYNTHETIQUES ONT ETE ABORDEES DANS CETTE PERSPECTIVE
Author: Jean-Louis Malpertu
Publisher:
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Languages : fr
Pages : 240
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Book Description
ETUDE SUR UNE EPROUVETTE TUBULAIRE EN ALLIAGE IN100 SOUMISE SIMULTANEMENT A UN CYCLE DE TEMPERATURE (600 A 1050C) ET A UN CYCLE DE DEFORMATION. DETERMINATION EXPERIMENTALE DES LOIS DE COMPORTEMENT ANISOTHERME. INFLUENCE DE DIVERS PARAMETRES SUR L'AMORCAGE ET LE DEBUT DE PROPAGATION DES FISSURES. ANALYSE DES MECANISMES D'ENDOMMAGEMENT LIES A LA FRAGILISATION DE L'ALLIAGE PAR LA DIFFUSION DE L'OXYGENE. PROPOSITION D'UN MODELE D'ENDOMMAGEMENT PRENANT DIRECTEMENT EN COMPTE L'INTERACTION FATIGUE-OXYDATION. PREVISION DE LA DUREE DE VIE EN FATIGUE ISOTHERME A 1000C ET EN FATIGUE MECANO-THERMIQUE
Author: Christian Mathieu
Publisher:
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Languages : fr
Pages : 168
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Book Description
Ce mémoire décrit les processus de ruine d'échantillons filiformes d'alliages base nickel (Ni20Cr et Ni15Cr8Fe) en présence de dioxyde de soufre, entre 400 et 1000°C. Le mode de dégradation est analysé d'abord en l'absence de contraintes externes grace à une étude de corrosion à haute température où les mécanismes réactionnels sont identifiés. En présence de contraintes externes mode l, l'action combinée de la dégradation mécanique et de l'attaque chimique est analysée à partir de la variation des paramètres mécaniques et de l'évaluation de la vitesse de fissuration du matériau métallique. Pour les deux alliages étudiés, entre 500 et 800°C la couche de corrosion est constituée principalement de Cr2O3, de NiO et Ni3S2. On observe un comportement mécanique comparable sauf en ce qui concerne l'allongement à la rupture. Pour le Ni20Cr, la vitesse de réaction est maximale entre 730 et 800°C ; cette accélération est attribuée principalement à une modification des mécanismes diffusionnels. Pour l'alliage Ni15Cr8Fe, on observe toujours une vitesse initiale de corrosion relativement importante entre 800 et 1000°C ; quant aux vitesses de fissuration, elles sont légèrement plus grandes que pour l'autre alliage, dans tout le domaine de température.
