Microstructures et propriétés mécaniques d'alliages orthorhombiques base Ti2 2ALNB
par Thierry Carisey
Thèse de doctorat en Sciences et Génie des Matériaux
Sous la direction de Jean-Loup Strudel.
Soutenue en 1998
à l'ENSMP .
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Résumé
Ces travaux s'inscrivent dans une étude tripartite : le dmrl (defence metallurgical research laboratory), la SNECMA et l’École des Mines. Une nouvelle génération d'alliages intermétalliques contenant la phase orthorhombique (ti 2alnb) a été mise au point par le dmrl (hyderabad, inde). Cependant, une étude approfondie des traitements thermomécaniques est nécessaire pour envisager des applications dans le domaine aéronautique. L'étude s'est scindée en deux parties : la première a consisté à la détermination d'un traitement thermomécanique sur l'alliage ti-22al-25nb. Nous avons caractérisé 8 traitements thermomécaniques de cet alliage en faisant varier la température, la vitesse de forgeage isotherme et le traitement thermique après forgeage. La seconde partie montre l'influence d'une variation de composition sur les propriétés mécaniques. Nous avons retenu arbitrairement un traitement thermomécanique qui a été appliqué aux deux alliages suivant : ti-22al-25nb-1mo et ti-20al-25nb. Nous avons déterminé un traitement thermomécanique qui permet d'obtenir un bon compromis entre les caractéristiques en traction et en fluage. La ductilité à 20\c est de l'ordre de 2% et la limite d'élasticite est 850 mpa. Les temps à rupture sont supérieurs à 1000 h a 550\c sous 500 mpa. L'ajout de 1% de molybdène augmente fortement la résistance en traction (accroissement de la limite d'élasticite de 200 mpa) et la résistance en fluage (augmentation des temps a rupture et réduction du fluage primaire). Par contre, la réduction de la teneur en niobium de 5% nuie fortement aux propriétés mécaniques. Par ailleurs, nous avons montré l'importance d'un traitement de revenu proche de la température d'utilisation afin d’accroître les propriétés de l'alliage. En l'absence de ce traitement, une fine précipitation se produit et elle est favorisée par l'application d'une contrainte, ceci se traduit par une déformation plastique importante durant le fluage primaire et une faible durée de vie.
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