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Corrosion des alliages de la famille FeCrNi(A1) dans les milieux gazeux complexes : étude thermodynamique, morphologique et structurale
| Auteur / Autrice : | Mohamed Tachikart |
| Direction : | Gérard Béranger |
| Type : | Thèse de doctorat |
| Discipline(s) : | Sciences |
| Date : | Soutenance en 1989 |
| Etablissement(s) : | Compiègne |
| Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale 71, Sciences pour l'ingénieur (Compiègne) |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
L'objectif de ce travail était d'étudier le comportement d'alliages FeCrNi(A1) dans des milieux complexes comparables à ceux rencontrés dans les milieux de gazéification du charbon. Cette recherche a été entreprise dans des milieux synthétiques : CH4, H2, H2S et H2O ou CO. Une installation spécialement adaptée a permis une parfaite maîtrise des conditions opératoires. Les essais ont été effectués entre 773 et 1073K. Sur la base de la thermodynamique de l'équilibre, les compositions des mélanges initiaux ont été calculées pour obtenir des activités de soufre et d'oxygène situés dans la région du plan (pS2, P02) comprise entre les limites de stabilité des spinelles FeCr2S4 et FeCr204. Des diagrammes de phase ont été établis dans le but de déterminer les phases susceptibles de se former dans les milieux envisagés. Les principaux résultats sont les suivants : - le comportement des alliages FeCrNi peut être décrit par un schéma unique. Les produits de corrosion évoluent en fonction des conditions d'exposition pour former un ensemble stratifié qui se subdivise en deux systèmes de sulfures pratiquement immiscibles : des sulfures (Fe,Ni)S dans les strates externes; des sulfures (Fe,Cr)S dans les strates internes. La strate la plus interne peut contenir en outre des dispersions d'oxydes des éléments les plus réactfs de l'alliage tels que A1 et Si. - l'addition d'aluminium aux alliages Fe-Cr-Ni améliore leur comportement en corrosion de manière remarquable à des températures inférieures à 973K. La corrosion devient importante à 1073K. Un processus complexe donne lieu à la formation interne d'oxydes mixtes d'aluminium et de chrome, de sulfures de chrome et des précipités de carbures mixtes de chrome et de fer. - les traitements de préoxydation sous air chargé de vapeur d'eau forment une couche d'alumine épaissie mais peu adhérente. D'autre part, intervient une ségrégation d'aluminium sous forme de précipités de phase béta (NiA1) induite par les tempéruatures de préoxydation élevées. La stabilité structurale joue donc un rôle important dans la tenue à la corrosion. - Les diagrammes de phases permettent de comprendre et de justifier la stratification des produits de corrosion formés. Des chemins de réaction peuvent être imaginés et rendre compte de la nature et de la morphologie (stratification) des phases observées.