Comportement et endommagement en fluage a haute temperature du superalliage forge a base de nickel udimet 720

par EMMANUEL CHATEAU

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Luc Rémy.

Soutenue en 1999

à l'ENSM PARIS .

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  • Résumé

    L'etude presentee ici vise a caracteriser le comportement en fluage d'un superalliage forge pour disques de turbomachines, l'udimet 720, a une temperature de 850\c. Une approche originale, mettant en uvre des eprouvettes a sections utiles multiples, a permis de caracteriser le comportement mecanique de l'alliage en fluage, mais egalement de proceder a une etude systematique des mecanismes d'endommagement intervenant a haute temperature. La contribution des effets d'environnement au comportement macroscopique de l'alliage a ete mise en evidence par le biais d'essais de fluage realises sous vide secondaire, ou sur des micro-eprouvettes a section utile reduite. Les mecanismes d'endommagement intervenant en fluage ont ete identifies sur la base d'observations metallographiques d'eprouvettes rompues en fluage ou partiellement endommagees. Trois mecanismes ont pu etre identifies : un mecanisme d'oxydation superficielle de l'alliage, un mecanisme d'oxydation preferentielle des joints de grains de l'alliage, fortement couple avec le chargement mecanique, et un mecanisme de coalescence des precipites de la phase durcissante renforcant uniformement la matrice de l'alliage. La demarche adoptee nous a permis de determiner, pour chacun de ces mecanismes, une cinetique d'evolution et de quantifier les couplages existant entre les evolutions microstructurales de l'alliage et le chargement mecanique. A partir des lois d'evolution de l'endommagement induit par chacun de ces mecanismes, on propose une modelisation phenomenologique du comportement et de l'endommagement de l'udimet 720 sollicite en fluage. Le modele permet de decrire le comportement macroscopique en fluage, jusqu'a rupture, d'une eprouvette de geometrie simple. La modelisation proposee permet de degager des regles pour le dimensionnement de pieces, et de mettre en evidence les parametres microstructuraux pouvant etre optimises pour ameliorer la resistance en fluage des superalliages a base de nickel.

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Informations

  • Détails : 201 p.
  • Annexes : 68 ref.

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