Structures multicouches mises en forme par projection thermique : élaboration, caractérisation et applications

par Christophe Verdy

Thèse de doctorat en Sciences pour l'ingénieur

Sous la direction de Christian Coddet.

Soutenue en 1998

à Besançon , en partenariat avec Université de Franche-comté. UFR des Sciences, Techniques et Gestion de l'Industrie (autre partenaire) .


  • Résumé

    La mise en forme par projection thermique consiste à réaliser un ou plusieurs revêtements d'épaisseurs variables à la surface d'un mandrin sacrificiel présentant la forme complémentaire de la pièce à obtenir. L'objet de cette thèse était de développer une expérience sur l'ensemble des points à maîtriser pour l'élaboration de structures multicouches à hautes caractéristiques par projection thermique. Une première partie a consisté à étudier les caractéristiques de quelques matériaux métalliques mis en forme par projection thermique sous basse pression : les superalliages Astroloy et Inconel 625, le TA6V4 et le CuAgZr, matériaux qui seront à la base des systèmes multicouches étudiés. Des dépôts épais à hautes caratéristiques mécaniques proches de celles des matériaux forgés ou MDP ont été obtenus. L'étude des propriétés mécaniques révèle des contraintes à rupture élevées mais une certaine perte de ductilité, en particulier à haute température par rapport aux matériaux standards équivalents. Le concept de structures multicouches a ensuite été abordé dans le cadre de deux situations pratiques : une structure de paroi de chambre de combustion soumise à un haut flux thermique et une structure de blindage de turbomachine devant présenter de hautes propriétés de rétention en cas de rupture de pale. L'élaboration de ces structures impose des contraintes fortes concernant le choix des matériaux. En effet, l'élaboration de ces structures pendant des durées pouvant dépasser l'heure à de hautes températures et les éventuels traitements thermiques applicables accroissent l'importance des phénomènes d'interdiffusion. Cette interdiffusion entre les dépôts peut s'avérer soit profitable par la création d'un gradient de composition, soit néfaste par la création de phases intermétalliques fragiles. Les perspectives de la mise en forme par projection thermique de telles structures sont prometteuses étant donné la qualité, la diversité et la vitesse de réalisation des dépôts.

  • Titre traduit

    Thermal spray forming of multi-layered structures : deposition, characterisation and applications


  • Résumé

    The aim of this work was to develop an experience about the building of high mechanical characteristics multi-layered structures by thermal spraying. The first part of the study consisted in studying the characteristics of several vacuum thermal spray metallic materials : Nickel based, superalloys Astroloy and Inconel 625, Titanium based TA6V4 and Copper based CuAgZr alloys, materials which were then considered for the multi-layered structures. Thick deposits, with high mechanical characteristics, i. E. Close to forged or HIPed materials, were obtained. The concept of multi-layered structures was then tackled within the framework of two practical situations : the structure of a combustion chamber wall submitted to a very high heat flux and the structure of a blade containment system for turboengines with the capability to withstand the perforation of high kinetic projectiles. The building of such structures imposes strong constraints about the choice of materials because thermal spray durations are likely to exceed one hour at high temperatures and also because further thermal treatments increase the importance of interdiffusion phenomena. It was shown that interdiffusion between deposits can be either profitable with the creation of a functionally graded material, or detrimental with the creation of fragile intermetallicd phases.

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Informations

  • Détails : 279 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 267-279

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Bibliothèque universitaire Lucien Febvre (Belfort).
  • PEB soumis à condition
  • Cote : Th.Sc.1998.3
  • Bibliothèque : Université de technologie de Belfort-Montbéliard. Bibliothèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : THESE 98 VER
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