Influence d'un film d'aluminium (dépôt physique en phase vapeur) sur le comportement à haute température d'un alliage Ni-Cr : effet de l'introduction d'élément réactif

Influence of Al PVD films on the high temperature oxidation of Ni-Cr alloy : effect of a rare earth element addition by an electrochemical method

• Auteur / Autrice : Jean-Michel Brossard
• Direction : Gilles Bonnet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des matériaux
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : La Rochelle

Mots clés

Mots clés contrôlés

Traitements de surface

Acier au chrome-nickel

Aluminiage

Anticorrosifs

Résumé

La nuance Ni-20Cr développe dans des conditions oxydantes une couche protectrice de chromine. Celle-ci peut perdre son caractère protecteur, aussi deux traitements de surface ont été envisagés afin d'améliorer sa résistance à l'oxydation haute température : - un traitement d'aluminisation, qui consiste à appliquer un traitement thermique de diffusion à un échantillon revêtu d'un dépôt PVD d'aluminium. Les résultats expérimentaux, proche de la cémentation en caisse "haute activité", sont comparés à ceux d'un modèle de diffusion simple. - un dépôt par précipitation cathodique de films minces, uniformes et adhérents, films d'hydroxy-nitrate d'yttrium hydraté à la surface du substrat Ni20Cr. Un film à base d'yttrium améliore la résistance à l'oxydation de la nuance Ni20Cr. L'alliage aluminisé forme une couche d'alumine et la totalité de l'aluminium est consommée après 90 heures d'oxydation. La présence d'yttrium modifie la morphologie de la couche et ralentit la transition de phase -Al2O3.

Ni20Cr alloys develop a protective scale of chromia in oxidizing atmospheres. Nevertheless, the protective behavior of this scale can disappear and two surface treatment were investigated in order to improve oxidation resistance of this alloy: - aluminizing treatment was performed by a diffusion heat treatment applied on PVD Al coated substrate. Experimental results, closed to "high activity" pack cementation, were compared to those obtained with a simple numerical model. - Thin, uniform and adherent films of yttrium hydroxy-nitrate hydrate were deposited on Ni20Cr substrate by cathodic electrolytic deposition (CELD). Deposition conditions were investigated. Electrolytic films containing yttrium enhance oxidation resistance of commercial Ni20Cr. Oxide scale formed on aluminised substrate is composed of alumina and the whole aluminium introduced in the aluminide coating is consumed after 90 hours of oxidation. Yttrium oxide coating modify scale morphology and delay the -Al2O3 transition.