Etude de la pénétration intergranulaire fragilisante du bismuth liquide dans le nickel solide à 700°C

Penetration of liquid bismuth into grain boundaries of solid nickel at 700°C.

• Auteur / Autrice : Nathalie Marié-Tinet
• Direction : Michel Biscondi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Science et génie des matériaux
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Saint-Etienne, EMSE
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université Jean Monnet (Saint-Étienne1969-...)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Nickel

Bismuth

Résumé

Cette thèse s'est déroulée dans le cadre d'une réflexion sur la fragilisation par les métaux liquides. L'objectif est d'identifier le mécanisme et la cinétique de pénétration résultant du contact Ni-solide/Bi-liquide à 700°C en absence de contrainte externe. Les résultats expérimentaux permettent de décrire la partie intergranulaire endommagée comme suite de trois zones : (1)film d'épaisseur micrométrique, (2)film d'épaisseur nanométrique dont la cinétique de formation est parabolique et (3)zone de transition entre la partie fragile et le coeur ductile, présentant un profil d'épaisseur de type diffusion. L'épaisseur du film de la zone (2) a été évaluée par deux méthodes (aes et xps) : elle est de l'ordre de 1 à 4 nm et est constante sur quelques mm. Une procédure de fragilisation par condensation des vapeurs de bismuth a également été utilisée : elle a permis de souligner le risque important de fragilisation sans qu'il y ait un contact direct.

The subject of this thesis is the study of the phenomenon of liquid metal embrittlement. The aim of the study is to identify the mechanism and the kinetic of penetration during the contact between solid Ni/liquid Bi at 700°C in the absence of external stress. Experimental results permit to conclude that the intergranular embrittled part is formed of 3 areas : (1)micrometre-thick film, (2)nanometre-thick film with parabolic kinetic of formation and (3) transition area between brittle part and ductile part, with a thick diffusion profile. The thickness of the film (2) was evaluated with two methods (aes and xps) : it is between 1 and 4 nm and is constant along the film (some mm). An experimental procedure through vapor condensation was used : it permitted to identify a potential risk of embrittlement without any direct contact.