Caractérisation des évolutions microstructurales de l'acier inoxydable martensitique à durcissement structural 15-5PH au cours du vieillissement thermique PDF Download
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Author: Laurent Couturier
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Book Description
L'acier inoxydable martensitique durci par précipitation 15-5PH est utilisé dans le domaine del'aéronautique comme matériau constitutif des pièces liant les réacteurs aux ailes, il est ainsi soumisen utilisation à des températures de l'ordre de 300°C, ce qui entraine sa fragilisation. Cettefragilisation des aciers inoxydables dans ce domaine de températures est causée par la démixtion dufer et du chrome, principaux constituants de la matrice, par décomposition spinodale. De plus, lamicrostructure complexe du 15-5PH contient également des précipités de cuivre assurant ledurcissement initial de l'alliage, de l'austénite de réversion, connue dans ce type d'aciers pourapporter un regain de ductilité, apparaissant lors du traitement de précipitation du cuivre et de laphase G apparaissant au cours du vieillissement. L'évolution de ces phases pourrait égalemententrainer une modification des propriétés mécaniques de l'alliage. Pour observer les différentesévolutions de la microstructure nous avons utilisé une combinaison de techniques apportant desinformations complémentaires afin d'en obtenir une caractérisation la plus complète possible. Nousavons ainsi pu montrer que les modifications de propriétés sont causées par la décompositionspinodale de la matrice. L'évolution de ses caractéristiques microstructurales a pu être décrite pardes lois phénoménologiques, fonctions de la durée et de la température de vieillissement. Nousavons également pu fournir une méthode permettant la mesure indirecte de l'avancée duvieillissement du 15-5PH, validée par les observations microstructurales, ainsi qu'un modèlephénoménologique permettant de prévoir la dureté de l'alliage.Mots clés : acier martensitique, décomposition spinodale, vieillissement, diffusion aux petits angles,sonde atomique tomographique, calorimétrie différentielle à balayage.
Author: Laurent Couturier
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L'acier inoxydable martensitique durci par précipitation 15-5PH est utilisé dans le domaine del'aéronautique comme matériau constitutif des pièces liant les réacteurs aux ailes, il est ainsi soumisen utilisation à des températures de l'ordre de 300°C, ce qui entraine sa fragilisation. Cettefragilisation des aciers inoxydables dans ce domaine de températures est causée par la démixtion dufer et du chrome, principaux constituants de la matrice, par décomposition spinodale. De plus, lamicrostructure complexe du 15-5PH contient également des précipités de cuivre assurant ledurcissement initial de l'alliage, de l'austénite de réversion, connue dans ce type d'aciers pourapporter un regain de ductilité, apparaissant lors du traitement de précipitation du cuivre et de laphase G apparaissant au cours du vieillissement. L'évolution de ces phases pourrait égalemententrainer une modification des propriétés mécaniques de l'alliage. Pour observer les différentesévolutions de la microstructure nous avons utilisé une combinaison de techniques apportant desinformations complémentaires afin d'en obtenir une caractérisation la plus complète possible. Nousavons ainsi pu montrer que les modifications de propriétés sont causées par la décompositionspinodale de la matrice. L'évolution de ses caractéristiques microstructurales a pu être décrite pardes lois phénoménologiques, fonctions de la durée et de la température de vieillissement. Nousavons également pu fournir une méthode permettant la mesure indirecte de l'avancée duvieillissement du 15-5PH, validée par les observations microstructurales, ainsi qu'un modèlephénoménologique permettant de prévoir la dureté de l'alliage.Mots clés : acier martensitique, décomposition spinodale, vieillissement, diffusion aux petits angles,sonde atomique tomographique, calorimétrie différentielle à balayage.
Author: Emilie Herny
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Pages : 149
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Book Description
L'acier inoxydable martensitique à durcissement structural 15-5PH est utilisé dans l'industrie aéronautique pour la fabrication d'éléments de structure qui peuvent être exposés à des vieillissements thermiques et thermomécaniques susceptibles de dégrader ses propriétés. L'objectif de cette étude est de caractériser les propriétés mécaniques de l'acier soudé par faisceau d'électrons et vieilli dans des conditions représentatives du fonctionnement réel des pièces. Les examens microstructuraux de la structure vieillie ont permis d'identifier les mécanismes responsables de la dégradation des propriétés mécaniques de l'acier. La décomposition spinodale de la martensite est à l'origine de la fragilisation observée. Des essais de vieillissement sous contrainte ont aussi été entrepris dans le but de mettre en évidence l'effet de ce paramètre sur le vieillissement. L'interprétation des résultats de cette étude permet d'envisager des solutions remédiant à ce problème.
Author: Adeline Bénéteau
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Pages : 362
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L'acier inoxydable martensitique à l'azote XD15NW (Fe-15,5%Cr-0,4%C-0,2%N-1,7%Mo-0,3%V) est un candidat attractif pour les bagues de roulement des moteurs spatiaux. Il possède de bonnes propriétés mécaniques et une bonne résistance à la corrosion grâce à l'azote qui contribue à la formation de précipités de petite taille dans une matrice à grains fins. Nous avons étudié les évolutions microstructurales de cet acier au cours d'une succession de traitements thermiques: austénitisation et trempe, revenu, traitement de surface par induction. Outre les techniques usuelles d'analyse microstructurale (MEB, MET, dilatométrie), nous avons utilisé la diffraction des rayons X de haute énergie in situ (rayonnement synchrotron). Cette technique nous a permis d'obtenir les cinétiques d'évolution des phases en fonction de la température et du temps, les gradients de microstructure au sein de pièces traitées par induction en surface et les évolutions de paramètres de maille des phases.
Author: HAMIDREZA.. HABIBIBAJGUIRANI
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Languages : fr
Pages : 245
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Book Description
LE BUT DE CE TRAVAIL A ETE D'UNE PART DE CONTRIBUER A COMPRENDRE LES EVOLUTIONS MICROSTRUCTURALES, EN PARTICULIER LES PHENOMENES ENTRAINANT UN DURCISSEMENT AU COURS DU REVENU DE L'ACIER 15-5 PH ET D'AUTRE PART DE PRECISER L'INFLUENCE DE CES EVOLUTIONS SUR LES PROPRIETES MECANIQUES. NOUS AVONS ETUDIE PAR DILATOMETRIE LES TRANSFORMATIONS STRUCTURALES QUI SE DEVELOPPENT DANS L'ALLIAGE 15-5 PH AU COURS DE DIVERS CYCLES THERMIQUES ANISOTHERMES CONTINUS OU CUMULES OU DE TRAITEMENTS ISOTHERMES. L'ANALYSE DILATOMETRIQUE NOUS A PERMIS DE DETERMINER LES DOMAINES DE TEMPERATURES POUR LESQUELS EST OBSERVEE LA FORMATION DE PRECIPITES DURCISSANTS RICHES EN CUIVRE (ENTRE 442 ET 534C POUR LE PREMIER TYPE ET ENTRE 725 ET 800C POUR LE SECOND TYPE) AU SEIN DE LA MATRICE. LES RESULTATS DE MICROANALYSE X, EFFECTUEE SUR REPLIQUES EXTRACTIVES, MONTRENT QUE CES PRECIPITES SONT CONSTITUES PRATIQUEMENT DE CUIVRE PUR (95% ATOMIQUE) ET D'UN PEU DE FER (2% ATOMIQUE). CES PRECIPITES ONT UNE STRUCTURE C.F.C. DE PARAMETRE DE MAILLE A=0,3580,001 NM (ETAT RELAXE). LES DIRECTIONS DE CROISSANCE DES PRECIPITES PARTIELLEMENT COHERENTS (A), DETERMINEES A PARTIR D'ANALYSE DES TRAINEES DE DIFFUSION, SONT DU TYPE 111#C#.#C#. ET 110#C#.#C#. A PLUS HAUTE TEMPERATURE (>500C) LES PRECIPITES PARTIELLEMENT COHERENTS DU TYPE A DEVIENNENT SEMI-COHERENTS ET CONTIENNENT 84% (ATOMIQUE) DE CUIVRE ET 12% (ATOMIQUE) DE SI. LEURS DIRECTIONS DE CROISSANCE, ASSIMILABLES AUX LIGNES INVARIANTES DANS LA TRANSFORMATION C.C.C.F.C. SONT DU TYPE 557#C#.#C#. ET 656#C#.#C#. TRES PROCHES DES DIRECTIONS 111#C#.#C#., ET DU TYPE 851#C#.#C#. PROCHES DES DIRECTIONS 110#C#.#C#. PAR LA TECHNIQUE DE DIFFUSION ANORMALE DES RAYONS X AUX PETITS ANGLES EFFECTUEE A TROIS SEUILS D'ABSORPTION, NOUS AVONS PU DETERMINER LA VALEUR DE LA CONODE PERMETTANT D'ACCEDER A LA COMPOSITION CHIMIQUE DES PRECIPITES PARTIELLEMENT COHERENTS A EN CONSIDERANT NOTRE ALLIAGE COMME UN PSEUDO-TERNAIRE FE (CR+NI) CU. CES RESULTATS SONT EN BON ACCORD AVEC CEUX DEDUITS DE LA MICROANALYSE X. LE COMPORTEMENT MECANIQUE EN DURETE ET EN TRACTION A LA TEMPERATURE AMBIANTE A MONTRE QUE LE DURCISSEMENT DE CET ALLIAGE EST RELIE A LA PRECIPITATION DU TYPE A PARTIELLEMENT COHERENTE DE CUIVRE PRATIQUEMENT PUR. AU CONTRAIRE, L'ADOUCISSEMENT DE L'ALLIAGE, QUI SE TRADUIT PAR UN ALLONGEMENT DE 24% APRES REVENU A 550C, S'EXPLIQUE PAR LE FAIT QUE DES PRECIPITES SEMI-COHERENTS D SE SONT ENSUITE FORMES LORS DU VIEILLISSEMENT A UNE TELLE TEMPERATURE
Author: Christine Sidoroff
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Languages : fr
Pages : 205
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Book Description
Les roulements nécessitent l'utilisation d'aciers à hautes caractéristiques mécaniques alliants une bonne stabilité dimensionnelle à une grande dureté. Notre étude est consacrée à la mesure, la caractérisation microstructurale et la modélisation des évolutions dimensionnelles de l'acier à roulement 100Cr6, dans des états martensitiques et bainitiques, lors de maintiens isothermes. Expérimentalement, nous avons caractérisé les cinétiques d'évolutions dimensionnelles au cours de revenus isothermes dans le domaine 110 -240ʻC. Pour analyser ces cinétiques, une étude microstructurale par RX et MET a été réalisée, qui a permis de préciser les phases en présence à divers stades des sollicitations thermiques imposées. Enfin, nous avons approché les cinétiques d'évolution microstructurale de l'acier par mesure des variations du Pouvoir Thermo-Electrique, qui est très sensible aux défauts du cristal et en particulier à la teneur de carbone en solution solide. Ces analyses nous ont conduit à retenir deux mécanismes essentiels pour modéliser les évolutions dimensionnelles : la précipitation des carbures en deux stades, responsable de la contraction de la structure martensitique, et la décomposition de l'austénite résiduelle, entraînant une dilatation. La modélisation proposée pour l'estimation des variations dimensionnelles est fondée sur l'utilisation multi-échelle de diverses procédures d'homogénéisation en mécanique des solides hétérogènes. Le formalisme est celui de la thermoélasticité linéaire. Cette modélisation est basée sur une description précise de l'arrangement morphologique (en plusieurs niveaux d'hétérogénéité) des phases constitutives des structures étudiées, et des déformations de transformation dont ces phases sont le siège. Cette modélisation permet de bien rendre compte des variations dimensionnelles observées. Le travail montre la pertinence de la démarche, tout en mettant en évidence la nécessité de fournir des données d'entrée précises pour les paramètres morphologiques et mécaniques que ce type de modélisation appelle.
Author: JEAN-MARC.. CLOUE
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Languages : fr
Pages : 221
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LE DEVELOPPEMENT D'UN NOUVEL ASSEMBLAGE DE COMBUSTIBLE NUCLEAIRE POUR REACTEUR A EAU PRESSURISEE, A CONDUIT A ETUDIER DE FACON APPROFONDIE LA METALLURGIE ET LE COMPORTEMENT EN SERVICE DE L'ACIER INOXYDABLE MARTENSITIQUE A DURCISSEMENT STRUCTURAL Z 3 CNDA 13-08. CE TRAVAIL S'EST INTERESSE PLUS PARTICULIEREMENT AUX PHENOMENES DE VIEILLISSEMENT THERMIQUE ET DE FRAGILISATION PAR L'HYDROGENE. DANS CHAQUE CAS, L'ETUDE, PAR DES ESSAIS MECANIQUES ET EXAMENS MICROSTRUCTURAUX, A TOUT D'ABORD MIS EN EVIDENCE LES PHENOMENES, PUIS ETABLI LEURS CONDITIONS D'APPARITION ET ENFIN, DETERMINE LEURS CONSEQUENCES SUR LES PROPRIETES D'EMPLOI DE L'ALLIAGE. LES RESULTATS ACQUIS MONTRENT QU'UN MAINTIEN DE LONGUE DUREE DANS LA PLAGE DE TEMPERATURES 300-450\C CONDUIT A UN DURCISSEMENT INTENSE DE L'ACIER. CETTE AUGMENTATION DE DURETE S'EFFECTUE SELON QUATRE ETAPES DISTINCTES, ET PROCEDE AU DEPART, PAR UNE DEMIXTION DE LA PHASE MARTENSITIQUE. IL EST MIS EN EVIDENCE QUE L'APPLICATION D'UNE CONTRAINTE ACCELERE CE PROCESSUS DE VIEILLISSEMENT. CECI ENTRAINE, OUTRE UNE AUGMENTATION DES PROPRIETES DE RESISTANCE, UN DECALAGE IMPORTANT DE LA TEMPERATURE DE TRANSITION DUCTILE-FRAGILE. L'ACIER EST SENSIBLE A L'HYDROGENE EN MILIEU GAZEUX ET AQUEUX. UNE FAIBLE QUANTITE D'HYDROGENE DISSOUS REDUIT FORTEMENT LA DUCTILITE ET AFFECTE LES PROPRIETES DE RESISTANCE ET DE PLASTICITE. IL EST MONTRE CEPENDANT, QU'EN PRESENCE D'HYDROGENE, LA FRAGILITE N'APPARAIT SUR DES FEUILLARDS, QUE DANS DES CONDITIONS D'ESSAI TRES SEVERES (ESSAIS DE TRACTION LENTE), ET SE CARACTERISE PAR DU QUASI-CLIVAGE. LE CYCLE DE TRAITEMENT DE REVENU INFLUE EGALEMENT SUR LE COMPORTEMENT DE L'ACIER. LA QUANTIFICATION DES PHENOMENES ETUDIES A PERMIS, DANS CERTAINS CAS, DE CONSTITUER DES MODELES PHYSIQUES ET PHENOMENOLOGIQUES. CES MODELES SONT EXPLICITES.
Author: Robert DEREMETZ
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Languages : fr
Pages : 248
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Author: Nihad Ben Salah
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Languages : fr
Pages : 247
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Book Description
Le comportement en fatigue et chocs thermiques d’alliages assembles à un substrat en acier par le procédé à arc semi-transféré a été étudié. Deux alliages ont été retenus : un superalliage base cobalt grade 21 (27% Cr, 5,5% Co, 0,25% C et l’acier 4285(15% Cr, 15% Co, 0,1% C). l’étude microstructurale a permis de mettre en évidence : les modes de déformation responsables de la rupture du grade 21 après chocs thermiques (multiplication des défauts d’empilement, formation de phase epsilon hexagonale compacte, et précipitation associée ; la grande stabilité de celui-ci pour les cyclages doux (fatigue thermique) ; l’adoucissement spectaculaire de l’acier 4285 à la suite des chocs thermiques (restauration de la martensite) et son durcissement en surface après fatigue thermique (formation d’austénite de réversion, transformation de l’austénite de rétention en phase epsilon hexagonale compacte, précipitation à l’interface entre l’austénite interdentritique et la ferrite delta. Sur le plan fondamental, deux grands points ont été abordés : un mécanisme nouveau de la transformation de la phase gamma (cubique à faces centrées) en phase epsilon (hexagonale compacte) qui fait intervenir une réaction cellulaire a été proposé pour expliquer la déviation des relations d’orientation rationnelles ; le mécanisme diffusionnel de formation de l’austénite de réversion dans les aciers à des températures inférieures à la température de début de transformation de l’austénite, a été mis en évidence.
Author: MARIA TERESA.. FREIRE VIEIRA
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Languages : fr
Pages : 285
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Book Description
L'UTILISATION CONJOINTE DE DIFFERENTES METHODES EXPERIMENTALES A PERMIS DE CARACTERISER LES TRANSFORMATIONS DE STRUCTURE SUBIES PAR CET ACIER AU COURS DE DIFFERENTS TRAITEMENTS THERMIQUES. LES EVOLUTIONS RESPECTIVES DE LA COMPOSITION ET DE LA FRACTION MASSIQUE DES DIVERS CONSTITUANTS ONT ETE DETERMINES EN FONCTION DE LA TEMPERATURE D'AUSTENISATION. ANALYSE DE L'INFLUENCE DE LA COMPOSITION DE LA MATRICE AUSTENITIQUE SUR LES TRANSFORMATIONS DEVELOPPEES LORS DE REFROIDISSEMENTS CONTINUS. DANS LE CAS DE L'ACIER TRAITE A THETA GAMMA >1060 C ET POUR DES VITESSES DE REFROIDISSEMENT COMPRISES ENTRE 10**(O)/S ET 0,5**(O)/S UNE PRECIPITATION INTER- PUIS INTRAGRANULAIRE D'UN CARBURE DE TYPE M::(4)C::(3) SE PRODUIT AU SEIN DE L'AUSTENITE AVANT LA TRANSFORMATION MARTENSITIQUE. ON A ETABLI LA SEQUENCE DE PRECIPITATION AU COURS DES TRAITEMENTS DE REVENUS. POUR LES ECHANTILLONS PREALABLEMENT TREMPES DEPUIS THETA GAMMA >1000 C, LE DURCISSEMENT SECONDAIRE OBSERVE EST DU A LA PRECIPITATION D'UN CARBURE DE TYPE M::(4)C::(3). D'AUTRES CARBURES ONT EGALEMENT ETE OBSERVES: EPSILON , M::(3)C, N::(23)C::(6), M::(7)C::(3) ET M'::(6)C
