La genese et la dissolution d'inclusions non metalliques dans un metal liquide solvant de leurs constituants

par HERVE LESCUYER

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de M. ALLIBERT.

Soutenue en 1996

à l'INP GRENOBLE .

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  • Résumé

    Le diagramme de phase du systheme (al, si, alp) est determine experimentalement du cote riche en aluminium par filtration d'alliages liquides al-si contenant 0%, 13%, et 18% poids de silicium. La position du liquidus (al, alp) reste inchangee avec la teneur en silicium. La courbe de solubilite experimentale est validee en la reproduisant a l'aide de melanges (al, alp) purs. De plus, des valeurs identiques de solubilite du phosphore sont obtenues apres precipitation de l'alp ou apres dissolution de l'alp, ce qui montre la reversibilite de ces deux processus. Le calcul du coefficient d'activite du phosphore a dilution infinie dans l'aluminium donne une valeur comprise entre 10#-#3 et 10#-#4 a 800c. Le systeme presente donc une tres forte deviation negative par rapport a l'idealite. La cinetique de precipitation de l'alp est etudiee par filtration d'alliages liquides al-si, ce qui nous permet de suivre 50% de l'avancement de la reaction. La nucleation de l'alp est un processus chimique complexe qui se produit sur des temps de l'ordre de quelques minutes inaccessibles a l'experience. Nous montrons que la croissance des precipites est limitee par le transport du solute. Deux morphologies differentes de l'alp sont identifiees: des inclusions globulaires et des plaquettes. Les plaquettes d'alp se dissolvent rapidement a la fin de la reaction, par minimisation de leur energie de surface. L'evolution des inclusions alp, apres brassage mecanique du bain durant environ 20 heures, ne montre pas de phenomenes de croissance significatifs, contrairement a des conditions de brassage electromagnetique. Les operations de transvasement du metal liquide provoquent une agglomeration des deux populations d'inclusions qui est suivie d'une desagglomeration liee a la dissolution des plaquettes


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  • Détails : 190 P.
  • Annexes : 112 REF.

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