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Dissertations / Theses on the topic 'Aluminidy titanu'
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Stejskal, Pavel. "Reakční syntéza objemových intermetalických materiálů z kineticky nanášených depozitů." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, 2013. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-230855.
Full textAbstract:
This work deals with issues of preparation of intermetallics based on iron, nickel and titanium aluminides. It works with an idea of preparation of bulk material by reaction synthe-sis from kinetic spraying deposits by cold spray. Theoretical part is concerned with phases and compounds of these aluminides for structural applications, their characteristics and present fabrication. In experimental part there are studied microstructures created by annealing of deposits.
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Gagné, Stéphane. "Effets de l'augmentation de la teneur en titane sur l'affinage des grains de l'alliage A356.2 /." Thèse, Chicoutimi : Université du Québec à Chicoutimi, 2005. http://theses.uqac.ca.
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Romberg, Jan. "Feinlagige und feinkristalline Titan/Aluminium-Verbundbleche." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2015. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-156430.
Full textAbstract:
Ein Verbundwerkstoff aus Titan und Aluminium kann mittels akkumulativem Walzplattieren hergestellt werden. Dabei wird die Dehngrenze angehoben, wenn die Titanlagen nicht abschnüren, sondern laminar bleiben. Die Herstellung eines laminaren Ti/Al-Verbundwerkstoffes ist neu gegenüber den bisherigen Studien. Diese Dissertation beschreibt die Hindernisse und Lösungen, die aus metallphysikalischer Überlegung entstanden und praktisch umgesetzt worden sind. Bei der starken Umformung je ARB-Zyklus neigt das Titan bereits beim zweiten Walzen zur Bildung von Einschnürungen. Das kann durch eine Verringerung der Dickenreduktion je Zyklus sowie durch eine Erhöhung der Verfestigungsrate unterdrückt oder verzögert werden.
Walzen mit unterschiedlich großen Ober- und Unterwalzen führt im Vergleich zum symmetrischen Walzen bei gleicher Dickenreduktion zu verstärktem Einschnüren der Titanlagen. Da der Prozess jedoch eine Verringerung der Dickenreduktion erlaubt, ermöglicht er die Zahl der Einschnürungen bei gegenüber dem Quartowalzen gleicher Geschwindigkeit zu verringern. Die spezifische Festigkeit erreicht hierbei einen Wert von auf dem Niveau hochfester Stähle.
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Sankaran, Ananthi Hazotte Alain Bouzy Emmanuel. "Etude de la structure massive dans des alliages à base TiAl et de son évolution en cours de traitements thermiques." Metz : Université de Metz, 2009. ftp://ftp.scd.univ-metz.fr/pub/Theses/2009/Sankaran.Ananthi.SMZ0908.pdf.
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Godfrey, Stuart Paul. "The joining of gamma titanium aluminide." Thesis, University of Birmingham, 1996. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.633099.
Full textAbstract:
This thesis presents a microstructural evaluation of the gamma titanium aluminide alloy Ti-48Al-2Mn-2Nb (at.%) joined by diffusion bonding, electron beam welding and linear friction welding. The aim of the project was to evaluate a number of different joining techniques in order to gain an understanding of the type of microstructures generated and, ultimately, the advantages and disadvantages of each technique. The diffusion bonding behaviour of the intermetallic compound Ti-48Al-2Mn-2Nb (at.%) was studied as a function of various parameters including; starting microstructure, temperature, surface finish and time. During diffusion bonding, small y-based grains nucleated at the interface and grew into the matrix forming a 'double necklace' grain structure. Backscattered electron imaging (BSEI) and transmission electron microscopy (TEM) identified the presence of oc 2 -based particles, both at along the original boundary and between the newly formed interfacial y grains and the matrix. The formation of a 2 particles was believed to be related to the redistribution of a 2 -stabilising elements, notably oxygen, during bonding. Post bond heat treatment in the a phase field («1400°C) was found to be an effective way of replacing the original double necklace grain structure with a fully lamellar structure that exhibited good grain growth across the original boundary. The electron beam weldability of the alloy was studied with particular emphasis on reducing cold cracking associated with the weldment cooling through the ductile to brittle transition temperature (DBTT) at approximately 700°C. It was found that the amount of cold cracking could be reduced and eliminated by reducing the cooling rate of the weldment through the DBTT via in-situ electron beam heating. Tensile testing of the welds showed that although the welds appeared to be crack-free they were considerably weaker than the matrix, this suggests the welds contained a high degree of residual stress. The application of different preheats to the samples produced a range of cooling rates within the weldment which proved ideal for studying the various transformation products of the high temperature a phase. The retained ot 2 , massively transformed y and wheatsheaf / feathery structures were all studied in detail by TEM, with particular emphasis on the oc-»massive y transformation. The analysis culminated with the proposal of a qualitative CCT curve for the various transformation products from the a phase. Analysis of the a -> massive y transformation suggests the massive phase developed in the parent a from a coherent, grain boundary nucleus which subsequently grew into an adjacent grain by movement of an incoherent interface. A feathery structure was also observed in the welds. This structure consisted of lamellar colonies that appeared to gradually Tan out' at angles between 1-30°. No conclusive results were obtained to explain how the feathery structure developed, although a number of mechanisms were proposed including; the growth of lamellae on distorted a planes, non-coherent growth and the growth of colonies via an intermediate massive transformation. Examination of linear friction welds identified the presence of three different types of microstructure. The high deformation associated with the forging cycle produced extensive dynamic recrystallisation at the weld centre. The microstructure within this region was predominantly fine grained equiaxed y (50-100 nm). Away from the weld centre the matrix appeared severely deformed, causing extensive twinning and bending of the original lamellar structure. In some cases, regions were observed containing a high density of oxide - nitride based particles indicating the welding parameters were insufficient to cause complete extrusion of flash material from the weld.
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Yan, Ping. "Diffusion bonding of titanium aluminide (TiAl)." Thesis, University of Cambridge, 1992. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.241177.
Full text
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Talon, Arnaud. "Contrôlabilité des alliages inter-métalliques Titane-Aluminium." Toulouse 3, 2005. http://www.theses.fr/2005TOU30234.
Full textAbstract:
Le travail présenté concerne la contrôlabilité des aluminures de titane TiAl élaborés par frittage. Cette étude porte sur la recherche de moyens de contrôle non destructifs (ultrasons, radiographie et tomographie X, ressuage) adaptés ou offrant de bonnes perspectives d'amélioration par des méthodes de traitement du signal. Des échantillons ont été réalisés avec des manques de matière mais aussi avec des inclusions réelles de différentes natures et formes. On a pu ainsi évaluer les avantages et inconvénients des méthodes proposées en fonction des différents défauts. Enfin une étude de l'influence des inclusions sur les propriétés mécaniques a été réalisée. Des méthodes de traitement du signal ont été appliquées pour améliorer la détectabilité des défauts par contrôle ultrasonore. Nous avons mis en œuvre des méthodes telles que l'analyse cepstrale, la transformation de Hilbert, des méthodes à haute résolution ainsi que des techniques de débruitage par la transformée en ondelettes.
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Millogo, Myriam. "Allumage, combustion et explosion des poudres d'aluminium, de titane et de leurs alliages." Thesis, Orléans, 2019. http://www.theses.fr/2019ORLE2006.
Full textAbstract:
Depuis ces dernières années, les procédés de fabrication par addition de matière commencent à faire leur apparition dans les entreprises occupant des secteurs à forte valeur ajoutée comme l’aéronautique, le spatial ou le secteur de l’armement. Ces procédés d’addition de matière mettent en oeuvre des poudres métalliques issues des alliages métallurgiques utilisés couramment dans l’industrie mécanique. Le projet EXPAALT a été développé sur la problématique du risque d’explosion autour des poudres d’aluminium, de titane et de leurs alliages et cette thèse s’inscrit dans ce contexte. Son objectif est de contribuer d’une part à la détermination des paramètres de sécurité de ces poudres, et d’autre part à la compréhension des mécanismes de combustion de celles-ci. Pour ce faire, onze poudres métalliques ont été sélectionnées dont quatre poudres pures et sept alliages. Leurs caractéristiques de combustion ont été étudiées dans une bombe sphérique de 20 litres et dans un tube d’Hartmann. A l’appui de ces dispositifs, des diagnostics optiques, en plus du capteur de pression de la sphère, comme un pyromètre IR à deux couleurs et un spectromètre UV-visible ont été utilisés. Les mécanismes de combustion ont été interprétés en combinant une approche thermodynamique à l’équilibre avec une caractérisation fine des produits de combustion. Les résultats obtenus ont montré que les poudres pures sont plus sensibles et plus sévères à l’explosion que leurs alliages. Dans les analyses des produits de combustion, il est noté la présence de phases cristallisées et de phases amorphes, permettant de mettre en évidence la complexité des mécanismes de formation des produits de combustion. Dans tous les cas de figure, il apparait que l’oxygène et l’azote sont deux réactifs lors de la combustion comme en témoigne l’analyse des produits. La proportion entre oxyde et nitrure est directement contrôlée par la richesse. Ces résultats fournissent des informations nouvelles sur la combustion des poudres pures étudiées et de leurs alliages, montrant la nécessité de faire évoluer les modèles de combustionIn recent years, the layer-by-layer manufacturing process seems to be used increasingly amongst the aeronautics, space or defense industries. These Additive Layer Manufacturing processes use metal powders from metallurgical alloys commonly used in the mechanical industry. The EXPAALT project was developed on the problematic of explosion risk around aluminum, titanium and their alloys powders. This thesis is part of this project and aims to contribute on the one hand to the determination of the safety parameters, and on the other hand to the comprehension of combustion mechanisms of these powders. For such, eleven metal powders were selected including four pure powders and seven alloys. Their combustion characteristics were studied in a 20 liter spherical bomb and in a Hartmann tube. In support of these devices, optical diagnostics, in addition to the pressure sensor of 20 liter spherical bomb, such as a two-color IR pyrometer and a UV-Visible spectrometer were used. The combustion mechanisms were interpreted by combining a thermodynamic equilibrium approach with the combustion products characterization. The results obtained in those different experimental configurations showed that pure powders are more sensitive and more severe to explosion than their alloys. In the combustion products analyzes, it is noted the presence of crystallized and amorphous phases witch showed the complexity of the mechanisms formation of combustion products. In all cases, it appears that oxygen and nitrogen are two reactants during combustion, as evidenced by the analysis of the products. The proportion between oxide and nitride is directly controlled by dust concentration. These results provided new information about the combustion of pure powders and their alloys and showed that we need to evolve combustion models
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Jeffers, Elizabeth Ann. "Reaction Synthesis of Titanium Aluminide / Titanium Diboride in-Situ Composites." Thesis, Virginia Tech, 2006. http://hdl.handle.net/10919/35367.
Full textAbstract:
Reaction synthesis is a processing technique where the thermal activation energy needed to form a compound is provided by the exothermic heat of formation of the thermodynamically stable product. This type of synthesis has been used to form a variety of ceramics, intermetallics, and in-situ composites. In this work, the effects of changing the stoichiometry of the titanium aluminide matrix, and the effects of extrinsic reaction variables on the behavior of the reaction were studied and compared to theoretical predictions. It was shown that changing the stoichiometry of the titanium aluminide did have an effect on the measured heat of reaction; however this did not match the prediction. Changing the extrinsic variables of titanium and aluminum particle sizes also showed a significant effect on the behavior of the reaction.Master of Science
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Tchoupe, Ngnekou Paul Ervé. "Microstructure, oxydation et propriétés mécaniques d’alliages intermétalliques à base de TiAl." Thesis, Toulouse, INPT, 2010. http://www.theses.fr/2010INPT0021/document.
Full textAbstract:
Deux nouveaux alliages à base de TiAl (le Ti-46Al-8Nb et le Ti-46Al-8Ta) développés dans le cadre du projet européen IMPRESS pour des applications dans les turbines aéronautiques de Rolls Royce plc. ont été étudiés au cours de ce travail de thèse. Ils ont été caractérisés du point de vue de leur microstructure, leur résistance à l'oxydation et leurs propriétés mécaniques en traction. La microstructure dite convolutée mise en œuvre lors des traitements thermiques effectués par différents partenaires du projet a été caractérisée par microscopie optique, microscopie électronique à balayage et en transmission. A la différence de la microstructure lamellaire classique dont les lamelles d'un même grain sont orientées dans la même direction, les grains convolutés possèdent plusieurs orientations des colonies de lamelles. Ces orientations multiples ont été attribuées aux orientations possibles des plans de la phase gamma (obtenue après transformation massive) sur lesquelles la phase a2 est susceptible de précipiter et de croître. Le comportement à l'oxydation isotherme de ces alliages a été étudié à 700°C sous air et il a été montré que les cinétiques d'oxydation de l'alliage au Nb sont inférieures à celles de l'alliage au tantale, traduisant ainsi le fait que le Nb confère d'avantage plus de résistance à l'oxydation que le Ta. La structure de la couche d'oxyde au bout de 50 h est faite de deux sous-couches dans le cas de l'alliage au Nb : une sous-couche externe riche en alumine amorphe et une sous-couche interne constituée d'alumine amorphe renfermant de nombreuses petites cristallites de rutile. Dans le cas de l'alliage au tantale, la couche d'oxyde après 50 h d'oxydation est constituée d'une monocouche d'oxyde amorphe riche en aluminium renfermant des cristallites de rutile. L'alliage au Nb présente 2 sous couches : une sous couche externe d'oxyde amorphe riche en aluminium et une sous couche interne d'oxyde amorphe renfermant des cristallites de rutile. Au bout de 1000 h d'oxydation, la composition et la structure des couches d'oxyde ont complètement changé. L'oxyde est complètement cristallisé et se présente sous forme de deux sous-couches dans le cas de l'alliage au Nb. Une sous-couche externe d'alumine gamma et une sous-couche interne de rutile. Quant à l'alliage au tantale, l'on a 3 ou 4 sous couches selon que l'oxyde se soit formé à partir des lamelles de la phase g ou de la phase a2. La sous-couche externe reste continue et uniforme, et est constituée par de l'alumine gamma. En suite l'on a une sous-couche également continue de rutile. Les deux sous-couches se mélangent sur une épaisseur d'environ 20 à 30 nm et forment ainsi une zone d'oxydes mixtes de rutile et d'alumine. Cette sous-couche d'oxydes mixte se prolonge jusqu'à l'interface dans le cas de l'oxydation des lamelles de la phase gamma. En revanche, dans le cas de l'oxydation des lamelles de la phase a2, une quatrième couche de rutile est présente en dessous de la couche d'oxyde mixte. Dans tous les cas, l'interface entre l'oxyde et le substrat est faite d'une couche continue de nitrures de titane après 1000 h d'oxydation. Ces nitrures sont très localisés après les temps d'oxydation courts (50 h). L'influence de la température et de la vitesse de déformation sur les propriétés mécaniques en traction a été étudiée, et il a été relevé que plusieurs modes de rupture présents dans la plage de température étudiée (25-900°C). Pour la vitesse de 10-4s-1, en dessous de 750°C la rupture est fragile et à partir de 800°C elle est ductile. Le domaine de transition ductile fragile a été donc établi entre 750 et 800°C pour cette gamme de vitesse de déformation. A vitesse de déformation plus faible (10-5s-1), les ductilités obtenues sont accrues et l'on atteint près de 1% de déformation à température ambiante. Les essais de fragilisation de l'alliage au Ta ont été réalisés par des essais de fluage interrompus et des recuits à 700°C sous différents environnements, suivis de la traction à froid. Il a été montré qu'indépendant du pré-traitement subi, la déformation plastique est complètement perdue. Cette perte de ductilité a été attribuée à la formation des précipités riches en Ta présents aux joints de grains et aux joints de lamelles des deux phases en présence. Lesdits précipités se forment par décomposition de la phase a2 et du rejet du Ta aux joints de grains et aux interfaces inter-lamellaires lors du maintient à 700°CThis study was performed within the frame-work of the European integrated IMPRESS project and two different new TiAl based alloys (namely Ti-46Al-8Nb and Ti-46Al-8Ta) were studied as potential materials for applications in low pressure turbine blades. They were characterized in terms of their microstructure, their oxidation resistance at service temperature (namely 700°C) and their tensile properties. The so-called convoluted microstructure (obtained during heat treatments performed by different project partners) has been characterized by optical microscopy, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. Unlike the classical lamellar microstructure in which the lamellae of a given grain are oriented in the same direction, the convoluted microstructure shows different orientations of lamellae colonies and these were attributed to the possible orientations of the (111) planes of the “gamma phase” (g-TiAl) obtained after massive transformation, on which the basal plane of the « alpha 2 phase” (a2-Ti3Al) is likely to precipitate and grow during heat treatments. Isothermal oxidation of these alloys was studied in air at 700°C and it was shown that the oxidation kinetics of the Nb-alloy is lower compared to that of the Ta-alloy, suggesting that niobium provides greater oxidation resistance compared to tantalum. The structure of the oxide layer after 50 h oxidation is made of two sub-layers in the case of the Nb-alloy, with an outer amorphous aluminum enriched oxide layer and an inner sub-layer made of amorphous aluminum enriched oxide containing many small crystallites of rutile. In the case of the Ta-alloy, after the same oxidation period of time, the oxide layer is made of a unique amorphous aluminum enriched oxide layer containing crystallites of rutile. After 1000 h of oxidation, the composition and structure of the oxide have completely changed. The oxide layer is now completely crystallized and is made of two sub-layers in the case of the niobium alloy, with an outermost gamma alumina (g-Al2O3) layer and an inner layer made exclusively of rutile (TiO2) crystallites. As for the alloy with tantalum, 3 or 4 sub-layers could be found depending on the initial phase of the substrate (g or a2) from which the oxide is formed. The same as for the previous alloy, the two external sub-layers are continuous with an outermost uniform g-Al2O3 and an inner sub-layer made of rutile crystallites. These two sub-layers are interconnected within a 20 to 30 nm thick sub-layer made of mixed oxides of gamma alumina and rutile. This sub-layer of mixed oxides extends to the interface with the substrate in front of “gamma phase” lamellae. When the oxidized lamellae are the ones of the “alpha 2 phase”, a fourth sub-layer of rutile is present below the mixed oxide layer. For the two alloys, a continuous layer of titanium nitride (TiN) is present at the interface between the oxide and substrate after 1000 h oxidation, while isolated nitrides are observed at the interface after shorter oxidation time (50 h). The influence of temperature and strain rate on tensile properties was investigated, and it was noted that within the temperature domain explored (25-900°C), several failure modes occur with increasing temperature. For a strain rate of 10-4s-1 the failure mode is brittle below 750°C and is ductile above 800°C. The brittle to ductile transition domain was then established between 750 and 800°C for this strain rate. At much lower strain rate (10-5s-1), the ductility increases significantly and reaches nearly 1% strain at room temperature. Embrittlement testing of the alloy with tantalum was also performed by doing interrupted creep tests and pre-annealed tests under different environments at 700°C. These tests where then followed by straining the samples to failure at room temperature. Regardless of pre-treatment, all the tested samples show a total loose of their ductility and the tensile tests resulted in their early failure in the elastic domain. This loose of ductility was attributed to the formation of tantalum enriched precipitates which are present at grain boundaries and also at the interface between the lamellae of the different phases of the substrate. Such precipitates are formed by decomposition of the "alpha 2 phase" and the rejection of tantalum at grain boundaries and at inter-lamellar interfaces during elevated temperature holding (700°C)
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Toner, Andrew Joseph. "Titanium-aluminium and titanium-alkyl Schiff base complexes." Thesis, Manchester Metropolitan University, 1997. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.361566.
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Kashani, Bozorg Seyed Farshid. "Laser surface modification of titanium aluminide alloys." Thesis, Imperial College London, 1996. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.243450.
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Howard, Robert Llewellyn. "The erosion of titanium aluminide intermetallic alloys." Doctoral thesis, University of Cape Town, 1995. http://hdl.handle.net/11427/17434.
Full textAbstract:
Includes bibliographical references.The erosion behaviour of titanium aluminide intermetallic alloys has not been widely reported in the scientific literature and is part of the current international research effort aimed at exploiting these materials for turbine engine and automotive applications. In the present study titanium aluminides have been subjected to both solid particle erosion and cavitation erosion. The erosion rates have been measured and the damage mechanisms have been identified and discussed in terms of the microstructures and mechanical properties of the titanium aluminide alloys. This has been achieved with a variety of investigative techniques, including electron microscopy, mechanical testing and microstructural examination; and, where necessary, the erosion performance of other materials have been evaluated for comparison. In particle erosion, conducted with air blast rigs at room temperature and at elevated temperature, the titanium aluminide alloys exhibit a ductile mode of material removal, and their limited strain to fracture results in higher particle erosion rates than those for 304 stainless steel. Heat treatment to produce changes in microstructure and hardness does not significantly affect particle erosion performance, and elevated temperature tests reveal an increase in particle erosion rate with increasing temperature. In cavitation erosion, the titanium aluminide alloys exhibit a ductile mode of damage accumulation and material loss, and the rates of material loss are lower than those for other engineering materials such as 304 stainless steel and some hardmetal grades which are currently used in erosive environments. The mechanism of cavitation erosion of the Ti₃Al-based alloy involves the accumulation of strain in phase boundary regions and the preferential removal of the more brittle component of the microstructure. For the Ti₃Al-based alloy, cavitation erosion resistance increases with an increase in hardness produced by heat treatment. The TiAl-based alloys exhibit twinning during the initial stages of cavitation, which is characteristic of the high strain rate deformation of TiAl-based alloys, followed by substantial work hardening and preferential material loss from phase interfaces and twinned regions.
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Montoya, Maxime. "Optimisation du perçage de multi-matériaux CFRP/Titane et/ou Aluminium." Thesis, Paris, ENSAM, 2013. http://www.theses.fr/2013ENAM0019/document.
Full textAbstract:
La thématique de recherche proposée se présente comme une étude préliminaire en vue de minimiser le cout des opérations de perçage de multi-matériaux CFRP/Al et CFRP/Ti. Cette minimisation passe par la compréhension des mécanismes d'usure des outils de coupe ainsi que par la compréhension des phénomènes engendrant les différents défauts pouvant amener à la non-conformité de la pièce. Dans ce sens, des essais de perçages ont été mis en place. Leur instrumentation nous permet d'accéder aux efforts et aux températures générées lors de la coupe.En parallèle de cela, les moyens d'analyse mis en place permettent l'accès à la qualité des trous. L'identification de mécanisme d'usures subis par l'outil est réalisée à l'aide de visualisations au microscope électronique à balayage. L'usure du foret est aussi quantifiée par l'utilisation d'un microscope numérique pouvant mesurer le profil de l'arête de coupe de l'outil.Les champs de température au voisinage de l'interface outil/copeau influent de façon importante sur la durée de vie de l'outil. Difficile d'accès par l'expérimentation, ces champs de température sont toutefois accessibles par la simulation numérique des sollicitations thermiques appliquées à la pièce. Le modèle développé dans ce projet permet, par méthode inverse, de déterminer la température appliqué sur la paroi du trou à partir des mesures expérimentales réalisé à 4mm de celle-ci. Celui-ci à permis de visualiser l'étendu des zones affectées thermiquement et de confirmer les tendances observées expérimentalementThe proposed research topic is a preliminary study to minimize costs of drilling operation in multi-materials stacks as CFRP/Al and CFRP/Ti. In order to minimize these costs, it is initially necessary to understand the cutting tools wear mechanisms and the phenomenon leading to the non-conformity of the drilled hole. In this way, drilling tests were carried out. The instrumentation of this tests allow to access to the cutting forces and to the temperature achieved during the cutting process.In association, analyses devices were used to monitored the holes quality. The cutting tools wear mechanisms were observed through scanning electron microscope. The access of the cutting edge profile, by the measures achieved on a numerical microscope, allows quantifying the tool wear.The temperature fields near the tool/chip interface influence significantly the tool life. They are difficult to reach by experimentation, but can be obtained using numerical simulation of the workpiece thermal solicitations. The model developed allow, by inverse method, to reach the hole wall temperature using the temperature reach at 4mm of it. The temperature field was obtained and the tendencies observed experimentally were confirmed by this model
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Barnett-Ritcey, Dwayne D. Elbestawi Mohamed Abdel Aziz. "High-speed milling of titanium and gamma-titanium aluminide: An experimental investigation /." *McMaster only, 2004.
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Butler, Catherine J. "The solidification characteristics of titanium aluminides." Thesis, University of Nottingham, 1995. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.294701.
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Dempers, Richard William. "Multi-axial creep behaviour of gamma titanium aluminide." Thesis, Imperial College London, 1999. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.368165.
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Hood, Richard. "The machinability of a gamma titanium aluminide intermetallic." Thesis, University of Birmingham, 2010. http://etheses.bham.ac.uk//id/eprint/1380/.
Full textAbstract:
The work reported details the machinability of the gamma titanium aluminide intermetallic (-TiAl) Ti-45Al-8Nb-0.2C currently under evaluation to be the material of choice for blades and stators in the intermediate compressor (IP) and low pressure (LP) turbine sections of an aeroengine due to the alloys high temperature (~800C) and low weight properties. Following a literature review, the thesis details the results from two phases of experimental work. The first focused on high speed milling trials using coated tungsten carbide ball nose end mills with various operating parameters whilst the second phase provided an assessment of intermittent dress creep feed grinding using both conventional (SiC) and superabrasive (diamond and CBN) wheels with free jet nozzles. Benchmarking of the -TiAl alloy against other -TiAl (Ti-45Al-2Mn-2Nb +0.8%vol. TiB2), burn resistant and conventional titanium (Ti-6Al-4V) alloys was also performed. Full and fractional factorial (Taguchi) experimental designs were employed to identify the effect of key operating factors and levels on output measures (tool life/wheel wear, forces, power, and workpiece surface roughness). Taguchi main effect plots are detailed, together with Analysis of Variance (ANOVA) data and percentage contribution ratio (PCR) values. In addition, workpiece surface integrity evaluation including assessment of microstructure and microhardness is also presented.
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Ehrhart, Isabelle. "Contribution à l'amélioration de la ductilité du composé intermétallique TiAl /." Châtillon-sous-Bagneux : Office national d'études et de recherches aérospatiales, 1991. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb35482066t.
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Potez, Laurence. "Structures et propriétés mécaniques d'alliages dérivés d'Al3Ti : étude en systèmes monophasé et polyphasé /." Châtillon : Office national d'études et de recherches aérospatiales, 1993. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb35590334x.
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21
Yao, Zhimin. "NaC1-induced hot corrosion of a titanium aluminide alloy." Diss., Georgia Institute of Technology, 1995. http://hdl.handle.net/1853/19054.
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Dudzinski, David Christopher. "Investigation of primary creep in near ã-titanium aluminide." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1997. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk2/ftp03/MQ26993.pdf.
Full text
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Dudzinski, David Christopher Carleton University Dissertation Engineering Mechanical and Aerospace. "Investigation of primary creep in near gamma-titanium aluminide." Ottawa, 1997.
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24
Arrell, Douglas J. "Phase transformations in titanium aluminide based alloys containing silicon." Thesis, Imperial College London, 1992. http://hdl.handle.net/10044/1/7340.
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Fu, Eliana Koon Yee. "Production of titanium aluminides by powder metallurgy." Thesis, Imperial College London, 1998. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.286396.
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Cam, Gurel. "The alloying of titanium aluminides with carbon." Thesis, Imperial College London, 1990. http://hdl.handle.net/10044/1/47794.
Full text
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Mahaffey, David Wanton. "Characterization of Lens deposited 3AMMA titanium aluminides." The Ohio State University, 2001. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1407399490.
Full text
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Mercer, Christopher. "Fatigue and fracture of gamma titanium aluminides /." The Ohio State University, 1996. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1487936356160854.
Full text
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Picca, Frédéric-Emmanuel. "Contribution à la ductilité des alliages intermétalliques de titane-aluminium." Grenoble INPG, 2003. http://www.theses.fr/2003INPG0010.
Full textAbstract:
Les alliages industriels de TiAl, obtenus par métallurgie des poudres et par fonderie ont été étudiés du point de vue de leurs propriétés mécaniques en traction, de leurs modes de rupture et de leurs modes de déformation. L'influence de la température et de la vitesse de déformation a été mesurée sur trois microstructures caractéristiques: gamma, duplex et presque entièrement lamellaire; Deux modes de déformation prédominent: le maclage pur à basse température, et le maclage assisté par des dislocations "libres" à haute température. La rupture fragile intergranulaire est engendrée par les concentrations de contrainte induites par le maclage à basse température. A haute température, la rupture est intergranulaire ductile, la déformation à rupture est bien décrite par le critère de Considère. Ces observations ont permis de développer un modèle qui décrit la relation microstructure/ductilité en couplant critère de rupture fragile-ductile et description du taux d'écrouissage.
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Duday, David. "Protection de l'alliage de titane TA6V contre l'oxydation." La Rochelle, 1998. http://www.theses.fr/1998LAROS016.
Full textAbstract:
Ce travail est une étude sur la protection de l'alliage de titane TA6V contre l'oxydation à des températures supérieures à celles habituellement utilisées. Deux voies ont été utilisées pour améliorer la résistance à l'oxydation. La première a consisté à modifier les processus d'oxydation en incorporant par implantation ionique un élément réactif, le cerium, la deuxième à protéger l'alliage par des barrières de diffusion telles que des revêtements d'oxyde (Cr#2O#3 et Al#2O#3) ou des multicouches métal/céramique pour remédier au caractère fragile des films céramique. Il a été montré que les couches d'oxyde (Cr#2O#3 et Al#2O#3) sont généralement nanocristallines (parfois partiellement amorphes) et sont de bonnes barrières de diffusion tant qu'elles ne sont pas fissurées. Dans les multicouches, les couches métalliques sont toujours cristallisées sous forme colonnaire alors que les couches d'oxyde sont souvent mal cristallisées, voire amorphes, selon les conditions expérimentales du dépôt. Les contraintes résiduelles sont généralement en compression mais la structure multicouche et le dépôt à haute température peuvent diminuer ou annuler ces contraintes. L’effet bénéfique de l'incorporation de cerium, mis en évidence pour la dose d'ions implantés la plus faible (10#16 ions/cm#2), peut s'expliquer par un blocage de la diffusion des ions Ti et Al vers l'extérieur, par les ions Ce lorsqu'ils sont dispersés à l'interface métal-oxyde et dans les joints de grains. L’amélioration de la résistance à la corrosion a aussi été observée dans le cas des revêtements monocouches et multicouches et particulièrement dans le cas des multicouches Cr/Cr#2O#3. Les couches métalliques accommodent les contraintes et jouent le rôle de réservoir à Cr#2O#3. Cependant, la durée de vie de ces multicouches est faible pour des températures supérieures à 700c, car différents phénomènes favorisent la fissuration et la décohésion de ces revêtements.
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Partaix, Axelle. "Contribution à l'étude de quelques transformations de phases dans des alliages à base TiAl." Rouen, 1996. http://www.theses.fr/1996ROUES060.
Full textAbstract:
L'objet de ce travail est d'apporter une meilleure connaissance des caractéristiques microstructurales et chimiques des intermétalliques à base TiAl ainsi que des mécanismes qui gouvernent certaines transformations de phases intervenant dans ces alliages. La première partie de l'étude concerne le rôle de l'oxygène, facteur réputé comme déterminant, sur la ductilité à température ambiante des alliages TiAl. Deux résultats importants ont été établis : i) la localisation préférentielle de l'oxygène dans la phase alpha deux et ii) la solubilité maximale de l'oxygène de l'ordre de trois cents ppm atomiques dans la phase gamma à l'équilibre. L'influence de différents paramètres (stoechiométrie des phases, teneur globale en oxygène, addition d'un troisième élément) sur cette solubilité a été étudiée. L'interprétation de ces résultats en terme d'environnement chimique des sites interstitiels favorables à la localisation de l'oxygène a été proposée. Deux transformations de phases ont été étudiées dans la deuxième partie : la formation de la phase alpha deux dans la structure lamellaire et la transformation massive de alpha en gamma. A partir des résultats expérimentaux, le rôle de l'oxygène est discuté vis-à-vis des mécanismes régissant ces transformations. En particulier, l'oxygène conduit à la présence de fautes dans la phase gamma massive et empêche la transformation massive d'être complète. Dans la dernière partie, le rôle des éléments d'addition et leur répartition entre les phases sont étudies dans un alliage quaternaire biphasé (alpha deux+gamma) contenant du chrome et du niobium. Une interprétation du comportement à la fois gamma-phile et alpha-deux gène du niobium a été donnée à partir de la forme des lobes de solubilité dans les coupes isothermes de diagrammes ternaires.
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Weeks, Carrell Elizabeth. "Evaluation of a Gamma Titanium Aluminide for Hypersonic Structural Applications." Thesis, Georgia Institute of Technology, 2005. http://hdl.handle.net/1853/6955.
Full textAbstract:
Titanium matrix composites have been extensively evaluated for their potential to replace conventional superalloys in high temperature structural applications, with significant weight-savings while maintaining comparable mechanical properties. The purpose of this investigation is the evaluation of a gamma titanium aluminide alloy with nominal composition Ti-46.5Al-4(Cr,Nb,Ta,B)at.% as a matrix material for use in intermediate temperature applications (400-800㩠in future aerospace transportation systems, as very light-weight structures are needed for cost and weight reduction goals.
Mechanical characterization testing was performed over the potential usable temperature range (21-800㩮 Thermal expansion behavior was evaluated, as thermal mismatch of the constituents is an expected problem in composites employing this matrix material. Monotonic testing was conducted on rolled sheet material samples to obtain material properties. The alloy exhibited good strength and stiffness retention at elevated temperatures, as well as improved toughness. Monotonic testing was also conducted on specimens exposed to elevated temperatures to determine the degradation effects of high temperature exposure and oxidation. The exposure did not significantly degrade the alloy properties at elevated temperatures; however, room temperature ductility decreased.
Analytical modeling using AGLPLY software was conducted to predict the residual stress state after composite consolidation as well as the potential mechanical behavior of [0]4 laminates with a 㭍ET matrix. Silicon carbide (Ultra-SCS) and alumina (Nextel 610) fibers were selected as potential reinforcing materials for the analysis. High residual stresses were predicted due to the thermal mismatch in the materials. Laminates with Nextel 610 fibers were found to offer the better potential for a composite in this comparison as they provide a better thermal match. Coupons of SCS-6/㭍ET were manufactured with different volume fractions (10% and 20%). Both manufacturing attempts resulted in transverse cracking in the matrix from the residual thermal stress.
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Nelson, Luis Manuel. "Subsurface damage in the abrasive machining of titanium aluminide (gamma)." Diss., Georgia Institute of Technology, 1997. http://hdl.handle.net/1853/17581.
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Jenkins, Nigel Barry. "Fracture and fatigue of gamma based titanium aluminide intermetallic alloys." Thesis, University of Birmingham, 1999. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.368446.
Full textAbstract:
This thesis presents the room temperature mechanical properties of two y-based titanium aluminides. The fracture toughness, fatigue crack growth resistance (FeGR), and tensile properties of duplex, fully lamellar, and near fully lamellar microstructures have been assessed. The inter relationships between fracture toughness, FeGR, and tensile results were also studied. Two alloys of nominal composition Ti-45AI-2Mn-2Nb (45-2-2) and Ti-48AI-2Mn-2Nb (48- 2-2) were used for mechanical property evaluation. The ingots were produced by plasma arc cold hearth (PACH) melting at the IRe in Materials for High Performance Applications. The material was obtained in both the as-cast and isothermally forged conditions (the cast microstructure was near-fully lamellar, whilst the forged microstructure was fine grained equiaxed-y). Subsequent heat treatments were used to produce fully lamellar type microstructures. The colony size and lamella thickness was varied by altering the duration at, and cooling rate, from the solution heat treatment temperature. The effects of microstructure (equiaxed-y versus fully lamellar), lamellar colony size, lamella spacing, specimen thickness, loading rate, and precracking on the mechanical properties have been determined. For fully lamellar microstructures the measured fracture toughness and FCGR is critically dependent on the micromechanisms of fracture. Increases in both properties can be achieved by a fully translamellar mechanism of fraCture at the crack tip. Substantial decreases are observed if the colonies fail by an interlamellar mechanism. For example, the fracture toughness can be halved, and the slope ("m-value" from the Paris relationship) of the FeGR curve can increase from 5 to 40 if the fracture surface exhibits a high proportion of interlamellar failure. It was found that the fracture toughness decreased by approximately 1 MPa-V'm per 10% increase in the amount of interlamellar failure ahead of the precrack. It was found that increasing lamellar colony size from 800-4000 Jlm gave little difference in fracture toughness but larger colony sizes could lead to steeper FCGR curves due to a high proportion of interlamellar fracture at the crack tip. Increasing the cooling rate during heat treatment of fully lamellar microstructures led to a slight increase in fracture toughness and tensile strength (due to finer lamella spacing). However, increased cooling rate could also lead to slightly steeper FeGR curves due apparently to smoother colony boundaries which cause an increased proportion of intergranular failure. Increasing the specimen thickness (for a fixed lamellar colony size of 800 Jlm) from 4 to 14 mm led to an increase in the fracture toughness, and the "initiation" stress intensity factor during FCGR testing. The KQ fracture toughness increased from 9 to 19 MPa.vm with increasing specimen size. Because of the large colony size relative to the specimen dimensions, the number of grains sampled in the process zone beneath the sharp crack is critical. Increasing the number of grains reduces the influence that the low energy interlamellar fracture mechanism can have on the measured fracture toughness (hence leading to an increased KQ value). Measurements of crack length during the tests confirmed that significant stable crack extension (due to interlamellar failure) was delayed in the thicker testpieces. The effect of loading rate was significant on the fracture toughness values of fully lamellar microstructures, but there was little effect for the as-forged duplex microstructure. For the fully lamellar microstructure the mean fracture toughness increased from 13 to 18 MPa.vm with loading rates of 0.0025 to 10 MPa.vm.s-1 (higher toughness values were achieved at both the very low and very high ends of the loading rates studied). Whilst for the duplex microstructure the mean fracture toughness only varied by 0.7 MPa.vm over the same range of loading rates. A test loading rate of between 0.05 to 1.0 MPa.vm.s-1 should be used to obtain conservative fracture toughness values. It was found that the fracture toughness values were slightly higher (50% increase) for fully lamellar microstructures if tested with just a sharp notch (i.e. no precrack), but much higher for duplex microstructures (an increase of 300%). This indicates that the fully lamellar microstructure is more resistant to a sharp defect. Additionally, the specimens must be precracked in-order to obtain valid fracture toughness values. The FCGR curves for the fully lamellar microstructures were non-linear, and this was related to varying proportions of interlamellar failure at the crack tip as it propagates (the more interlamellar failure the steeper the curve). Indeed, the m-value increased from 5 for a translamellar, to 40 for a predominantly interlamellar failure mechanism at the crack tip. Decreasing the colony size and/or increasing the testpiece thickness reduced the extent of this variation (a direct result of more grains being sampled in the process zone). The slope of the FeGR curve showed no clear variation with decreasing lamella spacing. Tensile testing revealed that the duplex microstructure had a higher proof stress and fracture strength compared to the fully lamellar microstructures. This is a consequence of the finer grain size of this microstructure (50 pm and >500 pm respectively). DecreaSing the lamella spacing leads to an increase in the strength of fully lamellar microstructures. The results indicate that a fine grained fully lamellar microstructure, with a fine lamella spacing, would give the best combination of fracture toughness and fatigue crack growth resistance. A higher fracture strength is found for fine grained duplex microstructures, however such microstructures have extremely poor fracture toughness and fatigue crack growth resistance.
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Botten, R. R. "The development of gamma titanium aluminide Ti-44A1-8Nb-1B." Thesis, University of Birmingham, 2000. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.343979.
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Punnett, Frances Camille Anna-Maria Ronæle. "The fatigue damage mechanisms of gamma titanium aluminide Ti-4722." Thesis, University of Sheffield, 1999. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.246948.
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Murtagian, Gregorio Roberto. "Surface integrity on grinding of gamma titanium aluminide intermetallic compounds." Diss., Available online, Georgia Institute of Technology, 2005, 2004. http://etd.gatech.edu/theses/available/etd-08192004-181021/unrestricted/murtagian%5Fgregorio%5Fr%5F200412%5Fphd.pdf.
Full textAbstract:
Thesis (Ph. D.)--Mechanical Engineering, Georgia Institute of Technology, 2005.Ashok Saxena, Committee Member ; Carlos Santamarina, Committee Member ; Thomas Kurfess, Committee Member ; Hugo Ernst, Committee Member ; Steven Danyluk, Committee Chair ; David McDowell, Committee Member. Vita. Includes bibliographical references.
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Beddoes, Jonathan C. (Jonathan Carl) Carleton University Dissertation Engineering Mechanical. "The processing of powder metallurgically produced near [gamma]-titanium aluminide." Ottawa, 1993.
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Marte, Judson Sloane. "High temperature flow behavior of titanium aluminide intermetallic matrix composites /." This resource online, 1996. http://scholar.lib.vt.edu/theses/available/etd-11012008-063708/.
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Marte, Judson Sloan. "High temperature flow behavior of titanium aluminide intermetallic matrix composites." Thesis, Virginia Tech, 1996. http://hdl.handle.net/10919/45422.
Full textAbstract:
Al₃Ti, Al₅CuTi₂, and Al₆₆Mn₁₁Ti₂₃, intermetallic matrices reinforced with 30, 40, and 50 volume % TiB, have been produced by XD™ processing and densified into bulk form by powder metallurgy techniques. The compressive flow behavior of the Al₃Ti and Al₅CuTi₂, composites have been evaluated at temperatures ranging from 1000°C to 1200°C and strain rates of 0.0001 and 0.001 sec⁻¹. The results have been analyzed by a correlation to the resulting microstructure, especially with regards to the intermetallic matrix composition, TiB₂ size, and interparticle spacing. The results of these analyses are applied to a constitutive equation based upon the flow stress equation.
It has been shown that at in this temperature regime, all deformation occurs within the intermetallic matrix. This is substantiated by the lack of TiB₂-dependent behavior with variations in volume percentage of reinforcement. In all cases, the composites are readily deformed at relatively low loads. The average strain-rate sensitivity values were 0.349 for the Al₃Ti-based composites, and 0.247 for the Al₅CuTi₂, variants. The average activation energies were calculated to be 485 kJ/mol and 920 kJ/mol for the Al₃Ti-and Al₅CuTi₂-matrices, respectively. The structure constant was calculated based upon these values. The Zener-Hollomon parameter was used to plot the flow stress along lines of constant temperature and strain rate, and serves as one type of constitutive equation. In addition, the flow stress was evaluated as a function of the strain rate and temperature. These models were found to provide adequate correlation to the measured flow behavior.Master of Science
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Leggett, Jonathan. "Elevated temperature oxidation and corrosion of a titanium aluminide alloy." Thesis, Cranfield University, 1997. http://dspace.lib.cranfield.ac.uk/handle/1826/3584.
Full textAbstract:
Titanium aluminides are being developed to expand the temperature capability of titanium alloys with maximum service temperatures around 700°C. These materials also have the ability to replace nickel superalloys with potential applications in the high pressure compressor, and in the 4th stages of the low pressure turbine. The above applications place these alloys in environments not previously considered. Within the compressor hot salt corrosion may be a problem with salt ingested from the atmospheric aerosol. While in the turbine the combination of salt ingestion, and SO, from the burning of fossil fuels, results in hot corrosion being a potential problem. In this study the individual effects of salt and So2 were investigated, with corrosion mechanisms being proposed using kinetic, metallographic and thermodynamic data. Understanding these effects enabled both the hot salt corrosion and hot corrosion behaviour of TiAl alloys to be evaluated. In air alone continuous alumina layers, within a mixed alumina/rutile scale, provide the oxidation resistance of TiAlNb alloys. Logarithmic kinetics operated for 100 hours at 700°C and for 13 hours at 750°C. Parabolic kinetics then operated out to 100 hours at 900°C. Mass gains ranged from 0.06 to 2.1mg/cO after 100 hours at 700 and 900°C respectively. This situation changes in bi-oxidant, air/S02, atmospheres where increased growth rates are linked to the formation of a continuous sulphide layer at the scale/substratien terface. Below 800°C logarithmic/parabolic kinetics operate. At and above 800°C initial logarithmic kinetics change to near linear/breakaway kinetics with spallation becoming a problem. Mass gains, after 100 hours, ranged from 0.2 mg/cM2 at 700°C up to 6.4 mg/cm2 at 900°C. The presence of low salt concentrations [<0.05mg/cm²] resulted in severe substrate degradation, with preferential attack down a2 lathes.The first 10-20 hours were shown to be the most important with low melting point salt mixtures spreading across the surface, increasing the rate of attack. The evolution of HCI/Cl2 during initial substrate attack leads to the Vapour Phase Transport of aluminium and manganes chlorides resulting in whisker growth over a porous rutile scale. The presence of salt modified the diffusion controlled kinetics under purely oxidising conditions. Chlorine was shown to promote the vapour phase transport mechanism which resulted in the initial accelerated logarithmic kinetics. A change to parabolic type kinetics occurred due to the loss of chlorine to the atmosphere. The mass gains, after 100 hours, ranged from 0.06 to 1.1rn g/cm² between 500 and 800°C. The combination of salt deposits and S02 bearing environments resulted in severe substrate degradation. Salt played a dominant role during the early stages of corrosion, whilst low partial pressures of S02 affected the later stages of corrosion. Non protective oxide scales were developed with low melting point MnSO4-Na2SO4 mixtures forming at salt deposits and a continuous sulphide layer at the scale/substrate interface. Rapid scale growth resulted in severe scale spallation. The initial stages of hot corrosion followed rapid logarithmic type kinetics. Further increases in the corrosion rate where promoted by the formation of continuous sulphide layers at the scale/substrate interface. Parabolic kinetics, at this stage, were followed by linear growth rates once scale spalling occurred. Mass gains, after 100 hours, ranged from 0.52 to 3.89 mg/cm² between 650 and 800°C.
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Ginestet, Florence. "Rôle des primaires d'adhérence dans l'adhésion d'élastomères silicones." Mulhouse, 2001. http://www.theses.fr/2001MULH0637.
Full textAbstract:
L'objectif de cette thèse est la compréhension du rôle des primaires d'adhérence dans l'adhésion d'élastomères silicones. Les primaires étudiés sont des formulations de silane (silicate de propyle ou silicate de propyle préhydrolysé) et de titanate en solution organique. En se basant sur la chimie des sol-gel et en modulant les proportions des réactifs, nous avons cherché à comprendre les propriétés chimiques et morphologiques des solutions et solides élaborés. Nous avons mis en évidence qu'au sein des primaires, trois réactions essentielles se déroulent : des réactions d'échanges (transestérification et alcoolyse) et d'interactions entre le silane et le titanate. Ces réactions conduisent à la formation d'espèces de réactivité différente qui influencent les propriétés des films de primaire déposés sur aluminium ou époxy ainsi que celles des primaires massiques. Lorsque le primaire est composé de silicate de propyle, les films s'hydrolysent et se condensent rapidement grâce à l'humidité atmosphérique conduisant à un réseau fortement condensé. Une séparation de phase avec la présence de nodules est observée. Par contre, le réseau est monophasique, sans nodules et des liaisons SiOTi sont présentes lorsque le silicate est préhydrolysé en raison de la réactivité du préréseau silicié et des interactions qui s'établissent dans la solution. Les caractéristiques physico-chimiques des films influencent la résistance des assemblages substrat/primaire/élastomère. Ainsi, le silicate préhydrolysé doit être dépourvu de groupe propoxy en raison de sa réactivité. Par contre, la concentration en espèces Q2, la présence d'oligomères cycliques et de composés condensés de masse élevée sont indispensables. Par ailleurs, nous avons montré l'importance de la réactivité relative du silicate et du titanate afin de favoriser la formation de liaisons SiOTi, intermédiaires pouvant conduire à des liaisons fortes en réagissant avec le groupe fonctionnel SiH de l'agent de réticulation de l'élastomère.
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Laterrade, Fabien. "Etude mécanistique et optimisation d'un procédé d'usinage chimique d'un alliage TiAl." Pau, 2006. http://www.theses.fr/2006PAUU3022.
Full textAbstract:
L'incorporation de pièces en alliages TiAl au sein de turbomachines requiert au préalable un ensemble d'opérations d'élaboration complexes. L'objectif de ces travaux s'inscrit dans le cadre du procédé Isoprec® et plus précisément dans la définition d'un protocole d'usinage chimique spécifique à la zone d'interdiffusion (ZD) formée entre l'outillage en acier et l'alliage lors de la densification des poudres par compaction (CIC). Une étude de la stabilité chimique de l'acier et du TiAl a permis de réaliser une pré-sélection de bains permettant une dissolution rapide et homogène. Un ensemble de techniques analytiques et spectroscopiques a permis de préciser la nature des espèces mises en solution lors de l'usinage. Les études menées sur des matériaux compactés ont mis en évidence un ensemble d'hétérogénéités de surface à l'issue du premier bain utilisé ; hétérogénéités liées à un phénomène de décohésion partielle de la ZD intervenant lors du cycle de CIC. Le protocole à trois bains retenu, bain intermédiaire spécifique à l'élimination des hétérogénéités et bain de mise à la cote, réalise un enlèvement de matière rapide avec un état de surface final fin (Ra de 2 µm). Ce protocole a été appliqué sur des pièces miniatures, complexes et avec confinement important. Les résultats démontrent un enlèvement de matière homogène à la condition d'éviter l'accumulation des gaz. Les pièces usinées selon le protocole retenu ne présentent pas de pollution de surface potentiellement néfaste (H, Cl, F). Les questions de sécurité et de gestion environnementale relatives aux bains retenus ont été abordées dans le cadre de la transposition du protocole à une échelle industrielleThe use of intermetallic TiAl alloys within gas turbine first requires several elaboration works. Among those, the Isoprec® process based to powder metallurgy is an essential point. The present work is focused on the definition of chemical machining relating to dissolution of zone of interdiffusion formed between equipment of shaping and alloy during HIP sintering. A study of the chemical stability of the steel and TiAl alloy has allowed to carry out a selection of bath allowing a homogeneous and rapid chemical dissolution. A set of analytic and spectroscopic techniques has allowed to identify the species formed during the TiAl alloy dissolution. Dissolution of parts comprising zone of interdiffusion reveal surface heterogeneousness after mould chemical removal at the conclusion of the first bath. Surface heterogeneousness are linked to a conclusion of localized cracking phenomena of zone of interdiffusion. These surface heterogeneousness are chemically removed by an intermediate specific bath. A last bath allowed to obtain a net-shape part. Thus, the three baths protocol realizes a rapid matter removal and the final roughness is weak (Ra = 2 µm). This protocol has been applied on complex miniature parts with confining. Results demonstrate a homogenous removal on condition to avoid gas dissolution accumulation. In this study, the accepted protocol doesn't lead to absorb surface pollution potentially harmful to mechanical properties. Finally, security and environmental side relative to accepted baths have been approached functions of transposition of the protocol at the industrial level
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Vautherin, Béatrice. "Elaboration par projection plasma réactive sous très basse pression de dépôts de matériaux dans le système Aluminium-Titane-Azote." Thesis, Belfort-Montbéliard, 2014. http://www.theses.fr/2014BELF0239/document.
Full textAbstract:
La projection plasma sous très basse pression (communément désignée par son acronymeanglais VLPPS : « Very Low Pressure Plasma Spraying ») est un procédé émergent de traitement desurface par voie sèche permettant l’élaboration de dépôts métalliques et céramiques (type oxydes),sous des conditions de pression réduite, de l'ordre d'une centaine de Pascal, par utilisation d'un jet deplasma thermique. Un tel niveau de pression permet principalement la formation de dépôts parcondensation de vapeurs résultant de la vaporisation, partielle ou totale, des précurseurshabituellement sous forme solide. C'est principalement en cela que ce procédé diffère des procédésplus conventionnels de projection thermique, conduisant à la formation de dépôts par l'écrasement, lasolidification et l'empilement de particules liquides fondues dans un jet de forte énergie. En fonctiondes conditions de projection employées, les revêtements élaborés par VLPPS peuvent présenterdifférents types de microstructure, de colonnaires à lamellaires, de très denses à poreuses. Le modemixte de construction, caractérisé par la présence de vapeurs condensées et particules fonduesresolidifées peut également être rencontré.L'objectif global de ce travail est d'explorer le potentiel du procédé VLPPS en mode réactif envue de former des dépôts de matériaux présentant une fusion non congruente. Pour ce faire,l'aluminium et le titane ont été considérés comme matériaux métalliques précurseurs et l'azote commeélément réactif. Les matériaux qui pourraient résulter seraient alors des nitrures d'aluminium et detitane. Ces matériaux ont été sélectionnés avant tout comme matériaux démonstrateurs. Desapplications potentielles pourraient cependant rapidement déboucher en cas de performancessatisfaisantes : l'élaboration, sur de grandes surfaces, de couches de nitrures de titane et d'aluminium,présentant de bonnes résistances à l'oxydation ainsi que de bonnes propriétés tribologiques,notamment une résistance élevée à l'usure.Au cours de cette étude, des dépôts métalliques d’aluminium, titane et titane-aluminium et desdépôts composites nitrurés Al-AlN, Ti-TiN et TiAl-TiAlN ont été élaborés par projection VLPPS enmode réactif. Les dépôts composites nitrurés présentent par exemple des duretés moyennes plusimportantes que celles des dépôts métalliques. Ces dépôts renferment jusqu'à 30%at. d'azote et lescomposés TixN, AlN et TixAlN ont été clairement identifiésThe Very Low Pressure Plasma Spraying (VLPPS) is an emerging deposition process tomanufacture metallic and ceramic coatings, under a very low surrounding pressure, typically about onehundred Pascal, thanks to a thermal plasma jet. Such a pressure range allows principallymanufacturing coatings by condensation of vapors resulting from the vaporization, partial or total, ofsolid precursors, in most of the cases. This is the main difference of this process compared to moreconventional thermal spray processes, which form coatings by spreading, solidification and stacking ofparticles melted in a high energy jet. Depending upon the spray operating conditions, coatingsmanufactured by VLPPS exhibit different types of microstructures, from columnar to lamellar, fromdense to porous. The coating building dual mode, made of condensed vapors and molten particles isalso possible.The aim of this work is to explore in a reactive mode the VLPPS potential to manufacturecoatings made of materials exhibiting a non-congruent melting behavior. Here, for a demonstrationpurpose, Aluminum and Titanium were considered as the metallic precursors and Nitrogen as thereactive element. Therefore, materials which could result would be Aluminum and Titanium nitrides.Some possible applications could result directly from this study: the manufacturing on large surfacesof Aluminum and Titanium nitride layers, exhibiting good oxidation resistance and tribologicalproperties, especially a high wear resistance.In this study, metallic coatings of Aluminum, Titanium and Aluminum-Titanium and Al-AlN,Ti-TiN and TiAl-TiAlN coatings were manufactured by reactive VLPPS. Nitrided composite coatingsexhibit, for example, higher average hardness than metallic coatings, Those coatings embed up to 30at.% of Nitrogen and TixN, AlN and TixAlN compounds were clearly identified
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Goda, Douglas. "The effect of processing parameters on the formation of titanium-titanium aluminide laminated metal composites." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 2001. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp04/MQ57542.pdf.
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Sumathy, Arumuganathar. "Fatigue and fracture of high strength titanium aluminides." Thesis, University of Birmingham, 2010. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.532170.
Full textAbstract:
The effects of thermal exposure on the bulk microstructure and surface properties of a duplex gamma alloy with a nominal composition of Ti-45AI-8Nb-0.2C (atomic percent) have been studied at temperatures of 750°C for exposure times of 500 and 1000 hrs. The microstructure of this alloy was found not to be stable under such exposure. Additional phases were observed to precipitate. Tensile properties were, however, not altered by the formation of these additional phases, although, these additional phases appear to have some influence on the room temperature fracture toughness and fatigue crack growth resistance. There was no significant change in the fracture stress before and after exposure and it is suggested that the fracture micromechanism of this material is best described by a mixed stress and strain failure criterion, regardless of thermal exposure. The formation of an oxide layer (less' than a micrometer) was observed to change dramatically the surface roughness and hardness. The present study concludes that fatigue strength (at 107 cycles) decreases after thermal exposure but that the formation of the oxide layer at the surface itself has no impact on the fatigue strength. This observation is consistent with the general observation that fatigue crack initiation is sub-surface on all testpieces which approach lives of up to 107 cycles.
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Handrk, Jiří. "Úprava oxidačních vlastností TiAl intermetalik kovovými multivrstvami na bázi Al-Y." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, 2014. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-231716.
Full textAbstract:
Mechanické vlasnosti intermetalika na bázi titan hliník Ti-46Al-7Nb-0.7Cr-0.1Si-0.2Ni jsou konstatní do teploty 700 °C. Nad touto teplotou slitina oxiduje. Cílem této práce bylo zlepšit oxidační vlastnosti pomocí kovové multivrstvy na bázi yttrium hlinik. Pro depozici vrstev byla použita metoda PVD. Na vzorky byly naneseny vrstvy čistého ytria nebo kombinace yttrium, hliník. Vzorky byly následně žíhány v inertní atmosféře na 700°C a 900°C nebo nebyly. Kvalita nanesených vrstev byla zkoumána pomocí scratch testu a EDS analýzi. Dále byly vzorky izotermicky oxidovány na 900°C po dobu 100 hodin. Na vzorcích byly po oxidaci prováděny měření pevnosti v tříbodovém obybu a měření hmotnosti. Chemické složení oxidické vrstvy bylo vyhodnoceno pomocí EDS. Žádná z vrstev s nebo bez žíhání neprokázaly zlepšení oxidických vlastností. Vyšší teplota žíhání prokýzala zlepšení mechanických vlastnotí vrstvy, ale zhoršení materiálu.
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Chaze, Anne-Marie. "Éléments sur les possibilités d'amélioration de la résistance à l'oxydation à haute température des alliages à base de titane." Compiègne, 1985. http://www.theses.fr/1985COMPE039.
Full text
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Molchan, Tatsiana. "Generation of porous and nanotubular anodic films on titanium and titanium-aluminium alloy." Thesis, University of Manchester, 2014. https://www.research.manchester.ac.uk/portal/en/theses/generation-of-porous-and-nanotubular-anodic-films-on-titanium-and-titaniumaluminium-alloy(d20970de-6692-48e6-b5f6-3456bcec5e3e).html.
Full textAbstract:
This project was focused on the generation of porous and nanotubular anodic films on titanium and Ti-6wt.%Al alloy, and investigation of the key factors responsible for a transition between porous and nanotubular morphologies. Advanced analytical techniques were employed for characterisation of the anodic films, in particular scanning and transmission electron microscopies, including analytical transmission electron microscopy, Raman spectroscopy, nuclear reaction analysis, Rutherford backscattering spectroscopy and atomic force microscopy. Preparation of electron transparent sections for analysis by analytical transmission electron microscopy was undertaken using the focused ion beam technique. Initially, the influence of a post-anodizing rinsing treatment, using various media, on the morphology, structure and composition of anodic films generated on titanium in 0.2 M ammonium fluoride in glycerol, containing 0 and 5 vol.% added water, was investigated. Porous anodic films were formed in an electrolyte without added water followed by rinsing with ethanol. It was revealed that the oxide-rich nanotubes are embedded in a fluoride-rich matrix, with fluoride-rich material being more extensive and oxide-rich nanotubes being thinner-walled for the anodic films generated in the electrolyte with no added water followed by rinsing with ethanol compared with those for the films formed with added water to the electrolyte and rinsed similarly. However, post-anodizing rinsing of the former films transforms the porous morphology of the films to a tubular one. The contents of titanium and fluorine were reduced in the case of anodic films with the nanotubular morphology. It was suggested that dissolution of the fluoride-rich matrix occurs during rinsing of the specimens with water, leading to the transition from porous to nanotubular morphologies and subsequent loss of titanium and fluorine. Further work was undertaken to study the effect of ageing in deionised water on the morphology, structure and composition of the anodic films. It was revealed that loss of titanium and fluorine is greater for the films generated in the electrolyte with no added water followed by rinsing with water and ethanol and ageing compared with that for the films formed in the electrolyte with 5 vol.% added water followed by rinsing with water and ethanol and ageing. Finally, the anodic films generated on the Ti-6wt.%Al alloy were investigated. Porous anodic films were formed in the electrolyte without added water followed by rinsing with ethanol whereas the films treated with water disclosed nanotubular morphology. Porous anodic films contained greater amount of fluorine than nanotubular ones. Compositional analysis revealed an increased amount of fluorine for the anodic films generated on the alloy compared with those for the films formed on titanium under all investigated conditions. The difference in film compositions may be related to the difference in composition of the substrates used for anodizing, in particular, to the presence of aluminium as alloying element in the Ti-6wt.%Al alloy.
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Djanarthany, Sarala. "Etude du comportement structural et mécanique des aluminiures de titane TI3AL et TI3AL+MO en vue de l'amélioration de leur ductilité." Paris 11, 1992. http://www.theses.fr/1992PA112275.
Full textAbstract:
Le but de cette étude est d'obtenir une ductilité supérieure à 5% à la température ambiante de l'aluminiure de titane ti#3al par addition d'un élément bêtagène tel que le mo. La présence de cet élément affine la microstructure et stabilise à la température ambiante une microstructure à deux phases alpha#2+bêta. Nous avons étudié par dilatomètrie les transformations structurales qui se développent dans le composé ti#3al et dans quatre aluminiures de titane molybdène de compositions ti-(20-24)al-(3-4)mo %at. En fonction de différentes vitesses de refroidissement (80-0, 1c/s) après homogénéisation dans le domaine monophase bêta. Sur le diagramme trc de l'alliage ti#3al, trois domaines de phases sont mis en évidence en fonction des vitesses de refroidissement: bêta ->alpha#2, bêta ->alpha#2+alpha#2 et bêta ->alpha#2. De même dans les aluminiures de titane molybdène, les diagrammes trc regroupent trois domaines de phases pour chacune des gammes de vitesse de refroidissement: bêta ->alpha2+bêta#2+omega, bêta ->alpha#2+alpha#2+bêta#2 et bêta ->alpha#2+bêta#2. Le mode de décomposition de la phase bêta ordonnée après trempe et vieillissement de l'alliage ti-21al-3,5mo a été étudié par microscopie électronique en transmission et diffusion anormale des rayons x aux petits angles au voisinage du seuil d'absorption k#t#i (4966 EV) dans le domaine d'énergie 4824-4956 E. V. Cette dernière technique nous a permis de déterminer la composition chimique des phases résultant de la précipitation avec une grande précision. Une simulation à l'aide d'un modèle théorique de sphères dures a été effectuée afin d'accéder à certains paramètres de la précipitation. Enfin en optimisant les traitements thermomécaniques et thermiques, nous avons obtenu une ductilité de 8%. Nous comparons en particulier deux gammes de traitements thermomécaniques. Une corrélation est établie entre les microstructures obtenues, les modes de déformation et les propriétés de traction ont température ambiante et ont chaud. La tenue à l'oxydation des aluminiures de titane contenant du molybdène est bonne jusqu'à 700C