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Thèse soutenue

Etude de l'interaction entre des alliages Ni-Cr liquides et l'azote : aspects thermodynamiques et cinétiques

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Auteur / Autrice : Martin Herrera Trejo
Direction : Denis Ablitzer
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences et génie des matériaux
Date : Soutenance en 1991
Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Résumé

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En vue d'étudier l'interaction gaz-métal liquide, un dispositif expérimental a été mis en œuvre pour employer la méthode de Sieverts tant à pression constante qu'à volume constant. La solubilité de l'azote a été mesurée dans des alliages liquides Ni-Cr aux températures de 1773 et 1873 k. Les mesures ont été effectuées par la méthode à volume constant. La solubilité de l'azote augmente fortement avec la teneur en chrome et diminue avec la température. Les coefficients d'intéraction de Wagner du premier et du deuxième ordre du chrome sur l'azote dans le nickel ont été déterminés. L'effet de la présence d'aluminium sur la solubilité de l'azote dans un alliage Ni-20Cr a été étudié aux mêmes températures. La technique utilisée a été la méthode de Sieverts à pression constante. L'aluminium augmente la solubilité de l'azote. Le coefficient d'intéraction de Wagner du premier ordre de l'aluminium sur l'azote dans le nickel, et celui défini par Mori et al. Dans l'alliage Ni-20Cr, ont été déterminés. La cinétique de dénitruration d'un alliage Ni-20Cr a été étudiée dans un four à induction sous vide à l'échelle du laboratoire. Les résultats montrent que la cinétique globale est bien décrite par une expression du premier ordre. Un modèle mathématique prenant en compte la cinétique de la réaction chimique à l'interface gaz-métal liquide et le transport d'azote dans le métal, a été mis en œuvre. Il est basé sur la résolution numérique des équations de Navier-Stokes en régime turbulent, puis de l'équation de transport du soluté. Une démarche a été proposée, permettant de déterminer l'ordre et la valeur de la constante cinétique de la réaction chimique. Elle permet de déterminer le régime cinétique et l'importance relative des étapes limitantes