Microstructure et comportement mécanique des aluminiures de titane de type TI2ALNB

par Laurent Germann

Thèse de doctorat en Sciences. Génie des matériaux

Sous la direction de Jean-Loup Strudel.

Soutenue en 2003

à Paris, ENMP .


  • Résumé

    En raison de leur faible densité et bonne tenue mécanique à haute température, les aluminiures de titane Ti2AlNb sont des candidats potentiels pour des applications dans les turboréacteurs. Or ils présentent une ductilité à l'ambiante limitée (<1%). Ces travaux en partenariat avec le DMRL (Inde) et le groupe SNECMA ont pour but de développer de nouveaux alliages base Ti-22Al-25Nb. Les microstructures sont constituées de nodules alpha2-Ti3Al, de lattes primaires O-Ti2AlNb, entourés d'une matrice B2, durcie par des lattes O secondaires très fine. Mo, Si et Zr sont ajoutés pour accroître la tenue au fluage et une attention particulière est accordée au rôle du rapport Al/Nb sur les propriétés mécaniques et en oxydation. Les traitements thermomécaniques mis au point favorisent la recristallisation de la phase B2. Des cartes de forgeage sont notamment construites. Enfin, une optimisation des microstructures, via le traitement thermique, permet d'augmenter la ductilité jusqu'à 6 %.

  • Titre traduit

    Microstructures and mechanical behaviour of TI2ALNb based titanium aluminides


  • Résumé

    Exhibiting good high-temperature mechanical strength, low density, Ti2AlNb-based titanium aluminides are considered as potential materials for aircraft engine. However these intermetallic alloys suffer from a poor room temperature ductility (<1 %). This work in collaboration with DMRL (India) and SNECMA Group consists in the development of new Ti-22Al-25Nb based alloys. The microstructures consist of alpha2-Ti3Al nodules, primary O-Ti2AlNb laths surrounded by a B2 matrix which is hardened by very fine secondary O laths. Mo, Si et Zr are added to improve creep strength and a particular attention is paid to the role of the Al/Nb ratio on mechanical and oxidation properties. New thermomechanical processing schedules are developed in order to promote B2 recrystallisation. Processing maps were especially established. Finally, an optimisation of the microstructures, via appropriate heat treatments, brings the RT ductility in the 6 % range.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (467 p.)
  • Notes : Publication non autorisée par le jury. Thèse confidentielle jusqu'en 06/2006
  • Annexes : Bibliogr. 396 réf.

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