Effet de l'irradiation sur la demixtion des alliages modeles fe-cr autour de 15% de chrome

par VIRGINIE JAQUET

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Alain Barbu.

Soutenue en 2000

à Palaiseau, Ecole polytechnique .

mots clés

• Neutrons

Résumé

Les aciers ferrito-martensitiques contenant 12% de chrome environ sont envisages pour des applications nucleaires. Cependant sous les conditions de fonctionnement des reacteurs, ils peuvent se fragiliser du fait de la precipitation de la phase riche en chrome. C'est a ce probleme que nous nous sommes interesses en etudiant, dans des alliages modeles fe-cr contenant de 10 a 25% de chrome, cette demixtion sous irradiation electronique a faible flux a 300\c et sous vieillissement thermique a 500\c. La precipitation de la phase entraine un durcissement des alliages que nous mesurons par des essais de penetration vickers. Les precipites sont detectes par diffusion de neutrons aux petits angles. Le stade de demixtion atteint est caracterise a l'aide du modele de spheres dures. Les parametres obtenus (taille et densite) expliquent le durcissement mesure. Sous irradiation a 300\c, les precipites ont une cinetique de croissance extremement lente ; les precipites restent tres petits (rayon compris entre 7 et 8 a). En revanche, les precipites sont tres nombreux (typiquement une densite de 10 1 9 precipites par cm 3). Dans les echantillons vieillis a 500\c, la precipitation suit une cinetique de coalescence. Si l'on suppose que l'irradiation n'a pour effet que d'accelerer la diffusion, on peut calculer les cinetique de precipitation a l'aide du modele de dynamique d'amas. Ce dernier permet de reproduire la cinetique de precipitation a 500\c mais pas celle dans les echantillons irradies a 300\c. Sous irradiation, un autre mecanisme peut modifier les cinetiques : celui d'un couplage de flux entre atomes solutes et defauts ponctuels. La cinetique de precipitation tres lente, observee dans les echantillons irradies, pourrait s'expliquer par ce mecanisme : un couplage negatif, comme c'est le cas dans les alliages fe-cr, peut ralentir la croissance des precipites.

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