Oxydation thermique d'alliages FeCrAI dans le domaine de formation des alumines de transition

Thermal oxidation of FeCrAl alloys in the transitions aluminas formation range

• Auteur / Autrice : Eugène N'Dah
• Direction : Alain Galerie
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Résumé

Les alliages FeCrAl sont largement répandus dans diverses applications industrielles. Ils forment à haute température une couche d'oxyde protectrice qui augmente la durée de vie lorsqu'ils sont en service. Cet oxyde protecteur est l'alumine alpha (alpha-Al2O3). Malheureusement il peut y avoir la formation d'oxydes indésirables, les alumines de transition, dont la croissance rapide diminue le réservoir d'aluminium du substrat. Cet appauvrissement en aluminium peut conduire à la destruction chimique de l'alliage. Il devient donc nécessaire de déterminer le domaine de formation des alumines de transition, de les identifier afin de pouvoir inhiber leur germination. Cette étude montre que la croissance des alumines de transition est favorable sur les alliages à forte teneur aluminium. Si la morphologie des phases métastables (gamma, delta, théta-Al2O3) différe clairement de celle de alpha- Al2O3 en revanche la distinction entre ces phases polymorphiques n'est pas aisée. L'application d'une couche superficielle de dioxyde de titane permet la transformation rapide des alumines de transition en alpha. Une couche d'oxyde majoritairement composée d'alumines de transition présente une mauvaise adhérence sur son substrat.

The FeCrAl alloys are widely distributed in many industrial applications. They form at high temperature a protective oxide which increases the lifetime when they are in service. This protective oxide is alpha alumina (alpha-Al2O3). Unfortunately there can be the formation of undesirable oxide, the transition aluminas, their fast growth decreases the aluminium reservoir of the substrate. This aluminium depletion can lead to chemical failure of the alloy. It thus becomes necessary to determine the temperature range of transitions aluminas formation, to identify them in order to be able to inhibit their germination. This study shows that the growth of transitions aluminas is favorable on alloys with high aluminium content. If the morphology of the metastable phases (gamma,delta,théta-Al2O3) differ clearly from that of alpha-Al2O3 on the other hand the distinction between these polymorphic phases is not easy. The surface application of a titanium oxide allows fast transformation of transitions aluminas into alpha. An oxide layer majoritaly compound of transitions aluminas present bad adherence on its substrate.