Analyse par microspectroscopie Raman de l'évolution des contraintes de croissance et résiduelles au cours de la formation de films de chromine sur l'alliage Ni-30Cr PDF Download

Author: Mbaihoudou Kemdehoundja
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Languages : fr
Pages : 153

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Book Description
Lors de l’oxydation d’un métal (ou alliage), la formation d’une couche continue d’oxyde sur la surface peut constituer une barrière protectrice dont le rôle est de ralentir la cinétique du processus d’oxydation. L’efficacité de cette protection dépend également de l’intégrité de la couche d’oxyde. En effet, les contraintes inhérentes à l’apparition de l’oxyde peuvent localement être à l’origine de sa fissuration et de son écaillage, phénomènes conduisant à remettre à nu le métal et donc à permettre la poursuite de l’oxydation. Dans le but de prédire et d’améliorer la durée de vie des métaux et alliages travaillant en atmosphères oxydantes, il est nécessaire de comprendre les raisons qui gouvernent la croissance des contraintes dans les couches d’oxyde, la naissance des fissures ainsi que l’apparition de l’écaillage. La mesure du niveau des contraintes et leur distribution dans la chromine (l’oxyde de chrome Cr2O3) sont particulièrement importantes parce que la chromine est le principal constituant de la couche d’oxyde protectrice des aciers inoxydables et des alliages contenant le chrome. Dans ce travail, les couches de chromine ont été développées, à haute température (de 700°C à 900°C), sur un alliage chromino-formeur de composition proche de la stoechiométrie Ni2Cr ; trois vitesses de refroidissement ont été retenues pour cette étude (trempe à l’air, trempe à l’eau et refroidissement lent dans le four). Les cinétiques d’oxydation de l’alliage Ni-30Cr ont été réalisées in-situ (oxydation en continu) et ex-situ (oxydation en discontinu). Les analyses microscopiques ont permis de faire l’étude de la microstructure des couches d’oxydes formées. La mesure des contraintes a été réalisée par microspectrométrie Raman qui s’est révélée la technique la mieux appropriée; il a ainsi été possible de déterminer, avec une précision satisfaisante, le niveau des contraintes d’une part dans l’oxyde en cours de formation en précisant les spécificités au voisinage des joints du substrat (qui sont des chemins privilégiés pour la formation de l’oxyde) et d’autre part dans la couche d’oxyde endommagée (cloquée ou écaillée) ou non. L’étude de l’endommagement des couches de chromine a été détaillée grâce aux analyses à la spectroscopie Raman et aux différentes analyses microscopiques ; l’identification et la description (contraste, profil géométrique, profil en contrainte) des zones endommagées, le taux d’endommagement et l’influence des principaux paramètres (vitesse de refroidissement, le temps d’oxydation et la température d’oxydation) sur cette dégradation ont constitué les points essentiels de cette étude.