Etude metallurgique et calculs de diagrammes de phases des alliages base zirconium du systeme : zr-nb-fe-(o,sn)

par CAROLINE TOFFOLON

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de COLETTE SERVANT.

Soutenue en 2000

à Paris 6 .

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  • Résumé

    Les alliages base zirconium sont utilises pour les assemblages combustibles des reacteurs a eau pressurisee (r. E. P. ), notamment en raison de leur transparence aux neutrons, de leur resistance a la corrosion et de leurs bonnes proprietes mecaniques. La volonte de prolonger le temps de sejour en reacteur des assemblages combustibles a conduit les industriels (framatome/cezus) a etudier et a optimiser de nouvelles nuances d'alliages parmi lesquelles l'alliage m5 (zr-1%nb) qui apparait aujourd'hui le plus prometteur. Sachant que le comportement du materiau en conditions de service, depend fortement de sa microstructure (nature et repartition des phases precipitees), une etude metallurgique de base des alliages base zirconium du systeme zr-nb-fe (o-sn) a donc ete mise en uvre afin de cerner l'impact des variabilites de composition chimique des principaux elements d'addition et des traitements thermiques sur les microstructures resultantes. Ce travail a consiste en une double demarche calculs thermodynamiques / experiences visant a creer une base de donnees thermodynamiques des alliages de zr. Afin de modeliser le systeme zr-nb-fe-(sn-o), il a ete necessaire de decrire les systemes binaires le constituant, a partir des donnees disponibles dans la litterature. Les diagrammes de phases binaires nb-sn et fe-nb ont, quant a eux, fait l'objet d'une modelisation thermodynamique. Les etudes experimentales ont notamment permis de quantifier l'influence de variabilites nb et o sur l'evolution des temperatures de transus /, en bon accord avec des calculs thermodynamiques realises a partir de la base de donnees developpee. Compte tenu de la faible diffusivite thermique du nb dans la matrice du zirconium (t<600\c), il est apparu necessaire de quantifier la cinetique de precipitation des phases nb et intermetalliques d'equilibre. Nous avons notamment montre que cette cinetique dependait de la microstructure de depart (presence ou non de phases metastables zr). Enfin, la structure cristallographique, la stoechiometrie et le domaine d'existence en temperature des phases intermetalliques zr-nb-fe ont ete etudies a l'aide de differentes techniques experimentales complementaires, telles que la diffraction electronique, la diffraction de r. X. , la calorimetrie et la diffraction de neutrons en temperature. Ces differentes donnees experimentales, plus particulierement les donnees obtenues sur les phases intermetalliques ternaires, ont permis de proposer une premiere modelisation thermodynamique du diagramme pseudo-ternaire zr-nb-fe (o1200ppm).


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Informations

  • Détails : 292 p.
  • Annexes : 112 ref.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : PMC RT P6 2000
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