Role du carbone et du manganese lors de l'oxydation du fer a haute temperature. Interactions avec les elements actifs cerium et yttrium

par CLAUDIE COURTY

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Henri Buscail.

Soutenue en 1997

à Dijon .

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  • Résumé

    Depuis quelques annees, il a ete constate que la moindre imperfection, chimique ou cristallographique, pouvait alterer d'une facon importante la corrosion a haute temperature des materiaux. Dans le but d'exliquer ces phenomenes, nous avons donc entrepris de determiner l'influence des elements mineurs, plus particulierement du carbone et du manganese lors de l'oxydation du fer considere comme systeme modele. Les resultats montrent un effet important du carbone et de l'association manganese-carbone sur les mecanismes d'oxydation : ? le carbone provoque le ralentissement des cinetiques de reaction et le decollement des couches d'oxyde de fer. Ceci est du au fait que le carbone est tres peu soluble dans les oxydes de fer et s'accumule progressivement a l'interface oxyde/metal. La segregation du carbone et des carbures est cependant annihilee par l'addition d'yttrium, soit par depot sol-gel, soit par implantation inonique, ce qui ameliore l'adherence des couches d'oxyde. ? le decollement des couches est accentue lorsque le carbone est associe au manganese. Les carbures allies au manganese de type (fe,mn)#3c sont vraisemblablement a l'origine de ce phenomene. ? l'effet nefaste des carbures allies au manganese a egalement ete observe lorsque qu'un depot de cerium de type sol-gel est applique a la surface de l'acier. Au lieu d'avoir une incorporation homogene du cerium par formation de cefeo#3 a l'interieur de la couche de wustite (cas du fer pur et des alliages fec et femn), le cerium reste en surface sous sa forme d'origine ceo#2. D'autre part, l'addition d'yttrium a la surface d'aciers au manganese a permis de mettre en evidence des interactions entre impurete (mn) et element actif (y). ? le manganese se combine preferentiellement a l'yttrium pour former une couche de ymno#3 aux proprietes protectrices. En l'absence de manganese, l'yttrium se combine au fer pour donner l'oxyde mixte fe#2o#4 limitant la diffusion externe du fer.


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  • Détails : 186 P.
  • Annexes : 207 REF.

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