Influence des contraintes sur l'oxydation dans l'air à haute température d'alliages réfractaires

par Bernard Dionnet

Thèse de doctorat en Sciences des matériaux céramiques et traitements de surface

Sous la direction de Françoise Nardou.


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  • Résumé

    L'influence des contraintes sur l'oxydation dans l'air de trois alliages ferritiques de type fecral (obtenus soit par metallurgie des poudres soit par fusion avec et sans ajout d'yttrium), a ete etudiee en symetrie cylindrique (diametre 3,25 mm environ) a haute temperature (800-1350c). L'etude cinetique de l'oxydation montre la presence d'un regime de diffusion active a haute temperature (ea=250 kj. Mol##1) avec formation d'alumine alpha, mais une anomalie systematique apparait vers 900c. A cette temperature une morphologie particuliere lamellaire est observee, de plus les proprietes mecaniques evoluent en cours d'oxydation. Le cyclage thermique de ces produits n'est pas plus defavorable que l'oxydation isotherme. Ces alliages resistent relativement bien a l'oxydation mais possedent de mauvaises proprietes mecaniques (traction, fluage, module d'young, dilatometrie), ils ne peuvent subir que leur propre poids a haute temperature. Un protocole experimental et un modele mathematique sont proposes pour determiner l'avancement de la reaction d'oxydation de materiaux sous charge imposee. Les contraintes de croissance dans la couche d'alumine sont faibles a 1300c, elles atteignent un maximum vers quatre heures d'oxydation (-337 mpa) pour ensuite s'annuler progressivement. Les contraintes residuelles determinees a froid ne sont pas toujours du meme ordre de grandeur que les contraintes thermiques calculees (-4 gpa environ) et dependent de la morphologie de l'oxyde. Cette derniere est elle-meme fonction de trois principaux parametres: le type de matrice metallique, le mode d'elaboration de l'alumine, l'etat mecanique superficiel du metal. Les contraintes de croissance et les contraintes thermiques peuvent etre relaxees soit par deformations plastiques du metal et de l'alumine, soit par ecaillage et/ou par fissuration de la couche d'oxyde

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Informations

  • Détails : 143 p
  • Annexes : Bibliogr. pp 135-142

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  • Bibliothèque : Ecole des Mines d'Albi. Centre de documentation.
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  • Cote : N140-DIO
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