Endommagement sous sollicitations thermiques et mecaniques, d'une barriere thermique et d'un aluminiure de nickel, deposes sur un superalliage monocristallin

par ANNY BICKARD

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Luc Rémy.

Soutenue en 1998

à l'ENSM PARIS .

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  • Résumé

    Les barrieres thermiques sont destinees a proteger les aubes de turbine du moteur snecma-m88. Une sous-couche antioxydante (nial-pt) lie le substrat a une couche de ceramique (zro 2-7% y 2o 3 ebpvd). La rheologie de nial-pt a ete etudiee dans les domaines fragile et viscoplastique et un critere de fissuration en fatigue a ete etabli et applique a la fatigue thermique. L'etude de la barriere thermique complete s'interesse a sa resistance interfaciale apres une preoxydation a 1100\c, a sa tenue en fatigue oligocyclique isotherme a 1100\c et en fatigue anisotherme entre 100\c et 1100\c. Une preoxydation a 1100\c d'eprouvettes adaptees, suivie d'une traction monotone a temperature ambiante, induisent un delaminage cohesif a l'interface sous-couche/alumine, qui est affecte par une cavitation. L'ecaillage des deux oxydes (alumine et zircone) peut ensuivre survenir. Le delaminage est aussi etudie localement par des essais d'indentation interfaciale. La fatigue oligocyclique isotherme a 1100\c, conduites avec differents types de chargement, montrent une fissuration transverse de la sous-couche. Le delaminage qui affecte parfois l'interface alumine/sous-couche est lie a la cavitation. La sollicitation anisotherme produit une multifissuration au debut de l'essai et une cavitation incluse dans l'alumine. Il en resulte un delaminage adhesif localise pres de l'interface alumine/zircone. L'etat de contrainte d'origines thermique, mecanique et resultant de la croissance de l'alumine, ainsi que les distributions d'epaisseurs d'alumine et de tailles de cavites interfaciales ont ete quantifiees. Ces deux derniers parametres ont ete correles a la courbure du substrat en conditions isothermes. Une modelisation donne une estimation de l'energie de rupture interfaciale. En conditions anisothermes, la cinetique d'oxydation ne peut plus etre relie a la seule courbure du substrat. Un modele base sur des reinitialisations de la cinetique isotherme decrit bien l'experience.

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  • Détails : 443 p.
  • Annexes : 227 ref.

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