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Dissertations / Theses on the topic 'Corrosion chaude'
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1
Couture, Ludovic. "Etude de la corrosion à haute température d'alliages réfractaires en présence de sels alcalins lors de la conversion thermochimique de la biomasse." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00721749.
Full textAbstract:
Les carburants BtL (Biomass to Liquid) font partie des carburants alternatifs au pétrole dits de seconde génération car synthétisés à partir de biomasse solide (contenant de la lignocellulose). Le procédé de fabrication de tels carburants par voie thermochimique repose sur deux étapes successives : la gazéification de la biomasse suivie par un procédé de Fisher-Tropsch. Certains éléments contenus dans la biomasse comme les sels alcalins peuvent se retrouver après l'étape de gazéification et être à l'origine d'attaques sous forme de sels fondus et ainsi endommager les infrastructures. Le travail réalisé dans ce manuscrit consiste à simuler la corrosion de parois d'échangeur thermique en présence de sulfate et chlorure de sodium sous atmosphère de gazéification (CO/H2/CO2) très faiblement oxydante (~ 10−18 bar). Afin de comparer les résultats à ceux issus de la bibliographie, les essais ont également été conduits sous atmosphère fortement oxydante (Ar/O2). Les essais réalisés sur alliage chrominoformeur, HR-120 (38Ni-34Fe-25Cr) à une température de 900°C en présence de sulfate de sodium en milieu faiblement oxydant ont mise en évidence une corrosion de type catastrophique localisée et réversible de l'alliage. Le comportement de l'alliage aluminoformeur, 214 (76Ni-16Cr-4Al) apparaît plus protecteur dans des conditions similaires. En présence de chlorure de sodium, les deux alliages se comportent d'une manière totalement identique : corrosion catastrophique en milieu fortement oxydant et impact du sel négligeable sous atmosphère faiblement oxydante. Un chapitre remède prometteur a été développé en fin de manuscrit.
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Castillo, Montes Jaime. "Impacts des stratégies d'exploitation de réseaux intérieurs sur la durabilité de canalisations d'eau chaude." Phd thesis, Université de La Rochelle, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00730705.
Full textAbstract:
Afin de maitriser la qualité d'eau dans les réseaux d'eau chaude sanitaire, des traitements de désinfection thermiques et chimiques sont utilisés. Ces traitements de désinfection peuvent avoir un impact sur la dégradation des canalisations. L'influence de l'addition d'hypochlorite de sodium et de l'augmentation de la température sur la vitesse et le mode de dégradation des canalisations en cuivre, acier galvanisé, PERT/Al/PERT et PVCc a été étudiée. Pour ceci, des essais de vieillissement accéléré ont été réalisés en conditions statiques et dynamiques. Afin de réaliser les essais en conditions dynamiques, un banc d'essais à échelle 1 a été conçu et construit.La chimie des solutions d'hypochlorite de sodium à des températures élevées (>50°C) est complexe, ceci a motivé la réalisation d'une étude complémentaire sur les espèces présentes en fonction du pH et la cinétique de décomposition des solutions d'hypochlorite de sodium. Cette étude a révélé que l'augmentation de la température de 50°C à 70°C à une valeur de pH donnée produit une diminution significative de la concentration en acide hypochloreux. De plus, la décomposition de l'hypochlorite de sodium en chlorates est accélérée par la présence de cuivre et elle peut devenir significative à partir de 50°C.Les essais de vieillissement réalisés sur les canalisations ont révélé que l'addition d'hypochlorite de sodium est pénalisante par rapport à la vitesse de dégradation du cuivre, acier galvanisé et PERT/Al/PERT. Cependant, la dégradation du PVCc ne semble pas se voir affectée par l'addition d'hypochlorite de sodium. L'élévation de la température de 50°C à 70°C paraît accélérer légèrement la dégradation du PERT/Al/PERT et du PVCc. En revanche, avec une chloration de 25 ppm en hypochlorite de sodium, le mode de corrosion du cuivre est uniforme à 70°C tandis qu'il est localisé à 50°C.Les conclusions de ces résultats peuvent être d'utilité pour la conception et la maintenance des réseaux d'eau chaude sanitaire.
3
Sanviemvongsak, Tom. "Oxydation et corrosion à haute température de superalliages à base de nickel issus de la fabrication additive." Thesis, Toulouse, INPT, 2020. http://www.theses.fr/2020INPT0066.
Full textAbstract:
La résistance à l’oxydation isotherme et cyclique de l’alliage 718 produit par le procédé de fusion sélective par faisceau laser (LBM) et par faisceau d’électrons (EBM) a été comparée à celle de l’alliage 718 forgé (AMS5662). Les essais d’oxydation isotherme à 850 °C sous air ont montré des tenues à l’oxydation similaires en termes de prise de masse et d’oxydation intergranulaire pour les trois alliages. L’effet de la rugosité sur les cinétiques d’oxydation a été quantifié et il a été démontré que la cinétique d’oxydation intergranulaire suit le modèle de Wagner de l’oxydation interne avec un contrôle partiel par la diffusion de Al en volume. Les essais d’oxydation cyclique à 900 °C ont montré une couche d’oxyde bien plus adhérente pour l’échantillon forgé que pour les échantillons LBM et EBM. Cela pourrait être dû à une quantité de soufre en solution plus importante dans les échantillons issus de la FA. La résistance à la corrosion chaude cyclique et à l’oxydation cyclique à 900 °C et 1100 °C de superalliages issus de la FA (Alliage A, IN738, C1023 et Hastelloy X) ont été comparées. Les essais réalisés sur le banc d’oxydation cyclique du CIRIMAT et sur le banc brûleur de Safran Helicopter Engine, ont montré des cinétiques de variation de masse similaires sur les deux bancs malgré les atmosphères très différentes, sauf pour les alliages fortement affectés par la corrosion chaude à 900 °C sur banc brûleur. Les alliages les plus sensibles à la corrosion chaude cyclique ont une plus faible teneur en Cr (Alliage A) et/ou une teneur élevée en Mo (C1023), et présentent de l’oxydation intergranulaire (Alliage A, C1023 et 738). Dans l’ensemble, pour les matériaux les plus denses, les résultats ne montrent pas de différences significatives entre les échantillons issus de la FA et ceux coulés, ce qui valide ces nouveaux procédés de fabrication du point de vue de la résistance à l’oxydation-corrosion à haute températureThe resistance to isothermal and cyclic oxidation of alloy 718 produced by laser beam melting (LBM) and electron beam melting (EBM) was compared to that of wrought alloy 718 (AMS5662). Isothermal oxidation tests at 850 °C in air showed similar oxidation behaviour in terms of weight gain and intergranular oxidation for all three alloys. The effect of roughness on oxidation kinetics was quantified and it was shown that the intergranular oxidation kinetics follow Wagner's model of internal oxidation partially controlled by the volume diffusion of Al. Cyclic oxidation tests at 900 °C showed a much more adherent oxide layer for the wrought sample than for the LBM and EBM samples. This could be due to a higher amount of sulphur in solution in the AM samples. The resistance to cyclic hot corrosion and cyclic oxidation at 900 °C and 1100 °C of superalloys from AM (Alloy A, IN738, C1023 and Hastelloy X) were compared. The tests carried out on CIRIMAT’s cyclic oxidation rig and on Safran Helicopter Engine’s burner rig showed similar mass variation kinetics on the two rigs despite the very different atmospheres, except for alloys strongly affected by hot corrosion at 900 °C on the burner rig. The alloys most susceptible to cyclic hot corrosion have a lower Cr content (Alloy A) and/or a high Mo content (C1023), and exhibit intergranular oxidation (Alloy A, C1023 and 738). Overall, for the densest materials, the results do not show significant differences between the samples made by AM and the cast samples. These results validate the use of these AM Ni-based superalloys, as far as high temperature oxidation-corrosion is concerned
4
Laurent, Barbara. "Compréhension du comportement en corrosion d’un acier austénitique inoxydable enrichi en silicium en milieu acide nitrique chaud et concentré." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017PSLEC003/document.
Full textAbstract:
L’objectif de ces travaux est de comprendre et modéliser le comportement en corrosion de l’acier Uranus S1N en milieu acide nitrique chaud et concentré. La littérature montre que cet acier présente un comportement en corrosion particulier, en comparaison à d’autres aciers comme l’acier 304L. Les aciers 304L et Uranus S1N ont une composition chimique similaire à l’exception du silicium (moins de 1% pour le 304L et 4% pour l’Uranus S1N). En milieu acide nitrique seul, l’acier 304L présente une vitesse de corrosion plus faible que celle de l’acier Uranus S1N. Cette tendance s’inverse lorsque l’on ajoute des ions oxydants au milieu. Les mécanismes physico-chimiques en jeu ne semblent pas clairement établis. On souhaite comprendre quel est l’effet de l’enrichissement en silicium conduisant à cette différence de comportement. Les phénomènes de réduction et d'oxydation sont comparés entre les deux aciers pour différentes conditions : acide nitrique pur, présence de vanadium pentavalent, présence de chrome hexavalent. On montre que la présence de Si diminue les cinétiques de réduction et donc empêche l'acier Uranus S1N de se trouver dans son domaine transpassif même en conditions très oxydantes. Puis la couche passive de l'acier Uranus S1N est étudiée à travers trois jeux d'expériences. D'une part ses caractéristiques thermodynamiques sont étudiées par la mesure du potentiel d'activation de l'acier. D'autre part, sa composition chimique, sa morphologie et sa structure sont mis en lumière par la correlation de différentes techniques in-situ et ex-situ cohérentes. Enfin, la rupture de passivité à haut potentiel est observée car le Si est suspecté responsable de la disparition de l'attaque intergranulaire. Ces trois axes d'études de l'oxyde protecteur de l'acier Uranus S1N font appel à des techniques in-situ originales comme l'Atomic emission spectro electrochemistry permettant de coupler la mesure électrochimique à l'analyse élémentaire en ligne, mais également à des techniques d'analyses ex-situ telles que la spectroscopie à photoélectrons X ou la spectroscopie d'énergie dispersive sur lame minceThis work aims at understanding the corrosion behavior of the Uranus S1N stainless steel (SS) in hot and concentratred nitric acid. The Uranus S1N SS is a 304L type SS (18Cr-15Ni) added by 4 wt.% of Si. In pure nitric acid, the 304L SS dissolves slower. In other words, Si enhances the corrosion rate of the SS. But when oxidizing species are added, the 304L dissolves at a much higher rate than the Uranus S1N. Mecanisms involving Si that bring to this phenomenon are not clearly established. The purpose of this thesis project is to elucidate the role of Si in the spontaneous corrosion of the SS in pure nitric acid and in presence of oxidizing species. Reduction and oxydation phenomena are compared, through I-V curves measurements, between both steels, for different conditions : pure nitric acid, presence of pentavalent vanadium, hexavalent chromium. It was shown that Si diminishes the reduction kinetics and prevents the Uranus S1N SS to be shifted to its transpassive domain even when conditions are largely oxidizing. Then the oxide layer was investigated through three sets of experiments. Firstly, thermodynamics of the oxides where characterized by measuring the activation potential of the SS. Secondly, their chemical composition, thickness and structure were investigated coupling congruent in-situ and ex-situ measurements. Eventually, high potential passivity breakdown was investigated to understand why Si inhibits the intergranular attack at the surface. These three investigations rely on coupling original in-situ techniques as the atomic emission spectroelectrochemistry (electrochemical measurements coupled to elemental on line analysis) and ex-situ surface analysis as X-Ray photoelectron spectroscopy or Energy dispersive X-ray spectroscopy on cross-section thin blades
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Colot, Daniel. "Corrosion à chaud d'aciers réfractaires application aux chaudières à charbon pulvérisé /." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376129565.
Full text
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Colot, Daniel. "Corrosion à chaud d'aciers réfractaires : application aux chaudières à charbon pulvérisé." Compiègne, 1988. http://www.theses.fr/1988COMPD111.
Full textAbstract:
L'étude du comportement d’aciers réfractaires dans un domaine de température compris entre 450°C et 850°C a montré que les aciers ferritiques contenant 8 à 9 % de Cr sont sensibles à la corrosion par les sels fondus qui se forment dans les dépôts cendreux à la surface des tubes d’échangeurs thermiques. Aux températures inférieur à 600°C, domaine de stabilité des trisulfates liquides (Na,K)3 Fe (SO4)3, la corrosion est gouvernée par la sulfuration du Cr de la couche interne des produits de corrosion. Entre 600 et 700°C, la disparition de la phase liquide, liée à la décomposition thermique des trisulfates entraine une diminution de la corrosion en fonction de la température. Aux températures supérieures à 700°C, la corrosion de ces aciers devient catastrophique. Les silicates et les sulfates de métaux alcalins fondus entrainent un mécanisme de corrosion dans les sels fondus, caractérisé par la destruction des couches d’oxydes protectrices. En ce qui concerne les aciers plus riches en Cr (25 Cr – 20 Ni) et (25 Cr – 4 Al) leur corrosion apparaît seulement aux températures supérieures à 700°C. Il semble que la présence de composés à base de silice soit responsable de cette corrosion par scorification de la couche superficielle d’oxydes.
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Ranaivoarisoa, Aimé. "Etude des couplages entre les processus de fatigue-corrosion et corrosion sous contrainte d'un acier inoxydable austénitique en milieu chloruré chaud." Bordeaux 1, 1994. http://www.theses.fr/1994BOR10655.
Full textAbstract:
L'etude de la relation entre la corrosion sous contrainte et la fatigue-corrosion basse frequence d'un acier inoxydable austenitique en milieu chlorure est effectuee relativement aux processus d'amorcage et de propagation des fissures. L'influence de la vitesse de deformation macroscopique (liee a la frequence de sollicitation) sur les differents processus est mise en evidence. L'ensemble des resultats permet ainsi de determiner une frontiere entre les deux phenomenes en terme de vitesse de deformation critique. Une etude fractographique des facies de rupture permet de proposer une schematisation de la frontiere a partir de l'evolution de la morphologie du mode de fissuration suivant la frequence de sollicitation
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Rothea, Rémi. "Etude par la technique d’émission acoustique de la corrosion sous contrainte des aciers inoxydables austénitiques en milieu chlorure chaud." Lyon, INSA, 1990. http://www.theses.fr/1990ISAL0024.
Full textAbstract:
Le phénomène de fissuration sous contrainte, très redouté dans la pratique industrielle en raison de sa complexité et de ses conséquences économiques, fait l'objet dans ce travail, d'une étude par la technique d'émission acoustique. Cette technique s'avère être un outil puissant non seulement pour le suivi de la propagation des fissures, mais aussi pour l'investigation des mécanismes fondamentaux de la corrosion sous contrainte. Après une revue critique des résultats de la littérature mettant en évidence les difficultés spécifiques au cas industriellement important des aciers inoxydables austénitiques en milieu chloruré chaud (MgC12 44% 145°C), les différentes sources d'émission acoustique en présence sont identifiées et caractérisées expérimentalement : ébullition, dégagement d'hydrogène, dépassivation locale, déformation plastique, propagation de fissures. Les valeurs des paramètres intervenant dans les essais de traction lente et de traction pulsée sont alors optimisées pour obtenir une fissuration fiable, reproductible et représentative des cas rencontrés dans la pratique. Une étude micro-fractographique met en évidence des aspects caractéristiques des faciès de rupture autorisant ainsi une meilleure compréhension des mécanismes de corrosion sous contrainte et des transitions de mode de fissuration trans-inter-granulaire. La mise au point d'une chaîne d'acquisition numérique rapide des signaux d'émission acoustique et la mise en œuvre d'une géométrie spéciale d'éprouvette et de capteur permettent d'améliorer la sensibilité de détection. Des logiciels de traitement des signaux sont développés pour calculer en temps différé l'énergie,la fréquence et la localisation des sources d'émission. L'influence, sur les caractéristiques des signaux et sur le mode de rupture, de cinq paramètres expérimentaux est particulièrement étudiée : la nature de l'environnement, sa température, le taux de déformation, la pureté de l'acier et la nature du tenseur des contraintes en fond de fissure. Un mécanisme différent de fissuration est retenu selon le mode de rupture observé.
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Amor, Zakia. "Suivi de l'endommagement en corrosion sous contrainte des aciers inoxydables austénitiques, en milieu chloruré chaud, par la méthode d'impédance électrochimique." Bordeaux 1, 1989. http://www.theses.fr/1989BOR10552.
Full textAbstract:
Application, dans le cas de deux aciers inoxydables austenitiques (aisi 304l et 316l) en milieu chlorure concentre, de la methode d'impedance electrochimique a la detection du passage entre la phase d'amorcage et la phase de propagation des fissures
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Tinani, Suraj P. "Techniques to Analyze Underdeposit Corrosion." Case Western Reserve University School of Graduate Studies / OhioLINK, 2010. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=case1272643724.
Full text
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Francès, Maurice. "Oxydation et corrosion à chaud par NA:(2)SO::(4) de l'alliage nicocral(Y)+Ta coulé et projeté." Nancy 1, 1986. http://www.theses.fr/1986NAN10054.
Full textAbstract:
Étude des alliages nicocraly(TA) coulés préparés par fusion au four HF et des revêtements nicocraly(TA) réalisés par pulvérisation au chalumeau sous pression réduite. Résultats des essais d'oxydation et de corrosion en présence de NA::(2)SO::(4) dans l'air pur et additionné de SO::(2). Interprétation des résultats et mise en évidence de l'influence de l'yttrium sur le comportement de l'alliage
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Lutz, Andrew R. "Interpreting change in transmission pipeline corrosion from in-line inspection instrument data." Connect to resource, 2007. http://hdl.handle.net/1811/24610.
Full textAbstract:
Thesis (Honors)--Ohio State University, 2007.Title from first page of PDF file. Document formatted into pages: contains 49 p.; also includes graphics. Includes bibliographical references (p. 32). Available online via Ohio State University's Knowledge Bank.
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Guerin-Deletang, Sandrine. "Etude du dealliage des aciers inoxydables austenitiques et austenoferritiques dans NaOH concentre et chaud." Thesis, Saint-Etienne, EMSE, 2012. http://www.theses.fr/2012EMSE0639/document.
Full textAbstract:
L’objectif de cette étude e est de comprendre le processus de déalliage de l’acier inoxydable austénitique 304L avec l’intention de transcrire ce raisonnement aux aciers duplex. Des essais ont été réalisés au sein d’une solution aqueuse désaérée d’hydroxyde de sodium à 50%, portés à une température de 80°C sous pression atmosphérique et à potentiel libre. - L’alliage 304L se dissout en formant une couche nanoporeuse riche en nickel métallique sur sa surface. - L’alliage 2202 se dissout et présente deux comportements différents : o la ferrite s’appauvrit en nickel o l’austénite se recouvre d’une couche nanoporeuse constituée de nickel métallique. o les deux phases ont des vitesses de dissolution distinctes, l’austénite se dissolvant plus rapidement que la ferrite. Les cinétiques de dissolution des deux alliages sont différentes : l’alliage 2202 présente une meilleure résistance à la corrosion que l’alliage 304L. Cependant l’austénite de l’alliage 2202 se comporte de manière identique à l’alliage 304L et présente les mêmes caractéristiques. La ferrite semble conférer à l’alliage duplex une protection contre la corrosion caustique au détriment de l’austénite.La mise en évidence de la couche du nickel métallique presque pur est confrontée avec des modèles existants de déalliage. Des expériences complémentaires ont prouvées la simultanéité des étapes de dissolution de l'alliage, de la redéposition des atomes de Ni et de leur réarrangement sur la surfaceThe aim of this study is to understand the process of dealloying of austenitic stainless steel 304L with the intention to put this reasoning to the duplex steels. Tests were conducted in a deaerated aqueous solution of sodium hydroxide at 50%, heated to a temperature of 80°C at atmospheric pressure and free potential. • The alloy 304L is dissolved to form a nanoporous layer rich in nickel metal on its surface. • The alloy 2202 is dissolved and has two different behaviors: o Ferritic phase is depleted in nickel o Austenite is covered by a nanoporous layer consists of metallic nickelo The two phases have different dissolution rates: austenite dissolves faster than ferrite. Kinetic dissolution of two alloys is different: alloy 2202 has better corrosion resistance than alloy 304L. However, the behavior of the austenite of the alloy 2202 is identical to the alloy 304L and has the same characteristics. The ferrite appears to give the duplex alloy corrosion protection against caustic at the expense of austenite. The identification of the layer of almost pure metallic nickel is confronted with existing models of dealloying. Additional experiments proved the simultaneous steps of dissolution of the alloy, redeposition of Ni atoms and their rearrangement on the surface
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Francès, Maurice. "Oxydation et corrosion à chaud par NaSO de l'alliage NiCoCrAl (Y) + Ta coulé et projeté." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb375977251.
Full text
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Cetre, Yves. "Etude du comportement a la corrosion de divers matériaux métalliques dans l'acide sulfurique concentre chaud." Lyon, INSA, 1985. http://www.theses.fr/1985ISAL0024.
Full textAbstract:
Le but de ce travail est l'étude du comportement a la corrosion de différents matériaux métalliques dans 1'acide sulfurique concentré (96 % en poids) pour des températures variables entre la température ambiante et la température d'ébullition. Pour cela, nous avons utilisé les méthodes classiques de détermination de perte de poids lors d'essais d'immersion ainsi que différentes méthodes électrochimiques modernes. Les matériaux étudiés sont : -la fonte grise classique utilisée industriellement dans les concentrateurs d'acide sulfurique, - des fontes grises expérimentales que nous avons élaborées, - des fontes expérimentales fortement alliées au silicium, - du fer et des fontes grises recouverts d'un dépôt de siliciure de fer (Fe3Si) que nous avons obtenu par la technique de dépôt chimique en phase gazeuse. La fonte grise industrielle se corrode rapidement dans l'acide sulfurique concentré (20 mm/an à 300 °C). Dans les mêmes conditions, les fontes expérimentales présentent un bien meilleur comportement (1 mm/an à 300 °C). Ce bon comportement résulte de la formation, a la surface des échantillons, d'une couche protectrice enrichie en graphite et en sulfate de fer insoluble. La composition chimique et la structure de ces fontes ont une influence importante sur la vitesse de corrosion : la teneur en carbone doit être supérieure à 3,7 % en poids et la teneur en silicium inférieure 1 % en poids. Les fontes fortement alliées peuvent se classer en deux catégories : - les fontes a teneur inférieure a 8 ~ de silicium. Leur comportement est proche de celui des fontes grises classiques : elles se corrodent rapidement, - les fontes à teneur supérieure à 9 % de silicium. Elles résistent bien a la corrosion en raison de la formation en surface d'une couche de silice stable. Les matériaux siliciés ont aussi une excellente résistance a la corrosion en milieu sulfurique concentré chaud qui résulte, comme pour les fontes fortement alliées, de la formation d'une couche-protectrice de silice. Cette dernière a été mise en évidence par spectroscopie d'électrons AUGER et par spectroscopie RAMAN laser.
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Gillard, Elsa Laleh. "Passivité et rupture de passivité de l'acier 304L en milieu acide nitrique concentré et chaud." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01020901.
Full textAbstract:
L'objectif de cette thèse est de caractériser le comportement en oxydation de l'acier inoxydable austénitique 304L dans des conditions représentatives du fonctionnement de l'usine de traitement-recyclage du combustible nucléaire usé, c'est-à-dire en milieu acide nitrique concentré. Dans ces conditions, le potentiel électrochimique de l'acier est dans le domaine passif, où sa corrosion est faible. Ce matériau trouve les limites à son utilisation lorsque les conditions deviennent plus oxydantes (concentration et température élevées par exemple). Le potentiel peut alors être porté dans le domaine transpassif. La caractérisation de la passivité et de la rupture de passivité dans le domaine transpassif est donc un enjeu industriel majeur.Ce travail est réalisé dans des conditions représentatives des conditions industrielles. L'acier étudié est un acier austénitique inoxydable 304L issu d'une coulée industrielle. Le milieu d'étude est l'acide nitrique concentré et chaud. Des durées de corrosion relativement longues sont choisies.Pour commencer, la chimie et la morphologie de la surface de l'acier est caractérisée, après une longue durée d'immersion, par des techniques d'analyse complémentaires. Puis, l'oxydation de l'acier est étudiée à un potentiel du domaine passif et à un potentiel du domaine transpassif. En particulier, l'oxydation est caractérisée en fonction du temps par la perte de masse et les propriétés de la surface. Enfin, l'oxydation est décrite à différents potentiels couvrant le domaine passif et le début du domaine transpassif. Ceci permet notamment de quantifier la courbe anodique et de définir les limites d'utilisation de l'acier dans ces conditions.
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Muralidas, Pooja. "Thermo-gravimetric Analysis of Corrosion Kinetics of Ti and Zr Coated P91 Steel." OpenSIUC, 2016. https://opensiuc.lib.siu.edu/theses/2057.
Full textAbstract:
In recent decade growing concerns of CO2 emissions from power plants have increased, which led to development of technologies like oxy-fuel combustion process. P91 steel is profoundly used in power plants, but oxy fuel combustion exacerbates corrosion due to recycling of flue gas. This paper studied the kinetics of the corrosion rate on the boiler tubes and furnace and help achieve a corrosion resistant coating over it. Refractory metal diffusion coating is created and tested at high temperature in corrosive atmosphere. This was done by forming Ti and Zr diffusion coating on P91 steel using pack cementation. Coating thickness of 12 and 20 µm were obtained for Ti and Zr respectively. These samples were tested in thermo-gravimetric system by heating at 950˚C for 24 hours in 5% oxygen in Helium gas. Heating in an oxidizing environment lead to exfoliation corrosion on uncoated P91 steel. TGA procedure confirmed less mass change of Ti and Zr coated samples, than that of uncoated P91 steel sample. SEM and depth profiling confirms oxygen penetration is 2.7mm in uncoated P91 steel sample, whereas the Ti and Zr Coated samples oxygen penetration is just 16 and 56 µm respectively.
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Talukdar, Sudip. "The effects of global climate change on carbonation induced corrosion of reinforced concrete structures." Thesis, University of British Columbia, 2013. http://hdl.handle.net/2429/44259.
Full textAbstract:
There is nearly unanimous consensus amongst scientists that increasing greenhouse gas emissions, including CO₂ generated by human activity, are affecting the Earth‘s climate. Climate change has the potential to overwhelm existing capacities, as well as durability of concrete infrastructure. Carbonation of concrete occurs due to a reaction between atmospheric CO₂ and the hydrated phases of concrete, leading to a drop in its pH and the depassivation of embedded rebar. Therefore, increases in carbonation rates of reinforced concrete structures are expected as a result of increased temperatures and CO₂ concentrations, with the enhanced risk of carbonation induced corrosion likely affecting the longevity of our concrete infrastructure.
This thesis considered the potential consiquences of global climate change on our concrete infrastructure, with the objective being to determine if there is an increased risk of deterioration due to carbonation induced corrosion. A unique numerical model was developed to determine carbonation rates in structures, and verified through experimental tests. The model was applied to a number of cities in locations throughout the world to determine where structures were most vulnerable. Additionally, a number of other laboratory experiments were carried out to supplement the numerical model and provide insights as to how carbonation progress can be monitored within a structure.
Using the model developed, and inputting forecasts for increases in future atmospheric CO₂ concentrations and weather conditions, it was shown that for medium quality, non-pozzolonic concrete in geographic areas where carbonation induced corrosion is a concern, global climate change will affect its progress in our concrete infrastructure. We will see much higher ultimate carbonation depths in the long term. The use of non-destructive testing (NDT) methods, and structural health monitoring (SHM) techniques could be invaluable in monitoring the progress of carbonation in a structure, but the data generated by the methods and techniques used must be analyzed carefully before making any conclusions. For the NDT methods and carbonation pH sensors which were evaluated in this study, it was found that ambient test conditions had a major impact on results.
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Skalli, Abdellatif. "Approche thermodynamique de la corrosion métallique par les gaz chauds : étude du comportement d'un acier doux peu allié nu ou aluminisé superficiellement en atmosphère oxydante et/ou sulfurante." Grenoble INPG, 1988. http://www.theses.fr/1988INPG0035.
Full textAbstract:
Approche thermodynamique de la corrosion metallique par les gaz chauds. Application a l'etude du comportement de l'alliage fe-2,25 cr-1mo dans des atmospheres oxydantes et/ou sulfurantes (oxygene dioxyde de soufre, atmosphere type gazeification du charbon). Influence d'une aluminisation superficielle par cementation en caisson activee ou par irradiation laser sur la tenue de l'alliage dans ces atmospheres
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Costa, Verena Santos da. "Estudo da corrosão de novos revestimentos contendo silanos e caulinita nanolamelar aplicados sobre liga de Al." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2014. http://hdl.handle.net/10183/153057.
Full textAbstract:
Com o objetivo de desenvolver novos revestimentos mais protetores e quantificar a resistência à corrosão resultante, estudou-se a adição de caulinita em novos revestimentos híbridos a base de silanos sobre a liga de alumínio AA7075. Os revestimentos com silanos aqui estudados diferem dos relatados anteriormente na literatura, os quais usualmente contém cargas minerais apenas para a liberação de inibidores de corrosão, enquanto que os revestimentos desenvolvidos no presente estudo contém caulinita lamelar com a finalidade de barreira de difusão para espécies corrosivas. Para tanto, estudou-se primeiramente a esfoliação da caulinita e produção de filmes finos (2-3μm) por diferentes rotas de preparação pelo processo sol-gel, obtendo-se os melhores resultados com o processo envolvendo acidificação final. Os revestimentos e as partículas de caulinita processada foram caracterizados por microscopia ótica, microscopia de varredura eletrônica e difração de raios-X. A resistência à corrosão foi estudada por voltametria cíclica e cronoamperometria, em potencial aplicado entre o potencial de pite e o de repassivação. A maior resitência à corrosão por pites foi obtida para os revestimentos contendo 3% em massa de caulinita, seguido dos com 33% em massa. Estudou-se também preliminarmente a permeação de H2O no revestimento por medidas rápidas de capacitância, após exposição cíclica em soluções contendo cloreto seguidas de secagem, sendo esta metodologia empregada até o momento apenas para tintas bem mais espessas (≈ 300μm). Observou-se que o método é aplicável para medidas no primeiro ciclo de absorção de H2O, concluindo-se que após a primeira exposição, o cloreto continua difundindo, diminuindo o tempo de resistência ao pite.Aiming to develop more protective new coatings and to quantify the resulting corrosion resistance, new hybrid coatings based on silanes with the addition of kaolinite were produced and applied on the AA7075 aluminum alloy. The studied silane coatings differ from those reported previously in the literature that usually contain mineral fillers to release corrosion inhibitors, since we here developed silane coatings contain lamellar kaolinite as a barrier against the diffusion of corrosive species. For this, we first studied the exfoliation of kaolinite, and production of thin coating (2-3μm) by different preparation routes of the sol-gel process, obtaining the best results with the process of final acidification. Coatings and processed kaolinite particles were characterized by optical microscopy, scanning electron microscopy and X-ray diffraction. The corrosion resistance was evaluated by cyclic voltammetry and chronoamperometry at potentials between that of the repassivation and of the pitting of the substrate alloy. The greatest pitting resistance was obtained for coatings with 3% kaolinite addition, followed by the ones with 33%. The permeation of H2O into the coating was also preliminarily studied by fast capacitance measurements after cyclic exposure to solutions containing chloride followed by drying, a methodology that up to date was only used for much thicker paints (≈ 300μm). It was concluded that in chloride media this method is only applicable for measurements in the first cycle, as after the first exposure, chloride ions continuously permeate into the coating during the drying phase, greatly reducing the time to pit nucleation.
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Dykhuis, Andrew Frederic. "Capturing irradiation-enhanced corrosion of zircaloy-4 with a charge-based diffusion/drift phase field model." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2018. http://hdl.handle.net/1721.1/119029.
Full textAbstract:
Thesis: Ph. D., Massachusetts Institute of Technology, Department of Nuclear Science and Engineering, 2018.This electronic version was submitted by the student author. The certified thesis is available in the Institute Archives and Special Collections.
Cataloged from student-submitted PDF version of thesis.
Includes bibliographical references (pages 389-400).
Zircaloy-4 has been used in pressurized water reactors (PWRs) for decades, and enhanced corrosion rates in reactors compared to out-of-pile have long been observed. However, the exact mechanism explaining the early departure from autoclave kinetics after 3-5 microns of oxide have formed has proved elusive. This thesis considers and evaluates a number of possible explanations for this early acceleration in kinetics. The bulk of the evidence points to Fe depletion from secondary phase particles (SPPs) as the culprit in enhancing Zircaloy-4 corrosion rates in PWRs. These new findings have been incorporated in a mechanistic finite-element phase field model of Zircaloy-4 corrosion called HOGNOSE. It accounts for both diffusion-and drift-based oxygen anion transport in Zircaloy-4 by including the effects of radiation-induced evolution of SPPs in changing the contribution of a local charge transport inequality through their depletion and release of iron. By addressing the imbalance in charged particle transport, the code can be adapted to model multiple zirconium-based alloys in autoclave and irradiated conditions with minimal parameter fitting. Rather than the typical empirical approach, HOGNOSE uses a physics-based methodology to capture the early agreement between autoclave and in-reactor data and the point at which reactor kinetics are enhanced compared to autoclave kinetics. HOGNOSE results agree fairly well with those observed in experiments for oxide thicknesses less than 10 microns, above which other enhancement mechanisms can no longer be safely ignored. HOGNOSE captures increasing amorphization with decreasing temperature, and more subtle corrosion rate enhancement at higher temperatures. Comparisons between HOGNOSE results and literature data suggest that the next focus for mechanistic modeling should consider additional neutron flux effects. To support HOGNOSE development, corrosion testing of Zircaloy-4 in steam at atmospheric pressure and 415 degrees Celsius was performed. Samples were analyzed using a focused ion beam/scanning electron microscope (FIB/SEM) to obtain oxide thickness measurements with greater temporal resolution than is widely provided by autoclave testing. Oxide thickness data was used to determine the thermal dependence of oxygen diffusivity in the oxide within HOGNOSE. HOGNOSE would also benefit from measurements of the concentrations and charge states of cation dopants in post-irradiated Zircaloy oxides to help determine whether this model is truly accurate in its physical description.
by Andrew Frederic Dykhuis.
Ph. D.
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Khan, Inamullah. "Etude expérimentale de la corrosion en béton armé." Thesis, Toulouse, INSA, 2012. http://www.theses.fr/2012ISAT0043/document.
Full textAbstract:
Les objectifs de la thèse sont d’étudier l’influence de la pré-fissuration sur le développement de la corrosion des armatures du béton armé, les corrélations entre les pertes de section d’armatures dues à la corrosion et la fissuration du béton d’enrobage en résultant et l'effet de la corrosion sur les propriétés mécaniques des structures en béton armé soumis à un environnement salin. Les essais ont été réalisées pour étudier les différentes propriétés mécaniques comme la résistance à la flexion, la résistance au cisaillement, etc. Le travail expérimental est constitué de deux parties: dans la première partie des petits échantillons annulaires en mortier ont été testés afin d'observer l'effet des fissures sur la corrosion. Les résultats montrent que quelque soit l’ouverture des fissures, la corrosion démarre en fond de fissure et se propage le long de l’interface acier-béton endommagée en fond de fissure par la création de la fissure. Dans la deuxième partie, une étude approfondie a été réalisée sur une poutre en béton armé qui a été corrodée dans un environnement salin pendant 26 ans et une poutre non corrodée de même âge pour mieux comprendre l'effet de la corrosion sur les propriétés mécaniques (flexion, cisaillement , propriétés mécaniques de l’acier corrodé) d’éléments en béton armé. Un nouveau modèle a été proposé pour la relation entre la largeur des fissures de corrosion et la perte de section d'acierThe thesis aims to study the effect of corrosion on the mechanical properties of reinforced concrete reinforced concrete structures in chloride environment. Experiments were carried out in order to investigate the different mechanical properties such as bending strength, shear strength etc. The experimental work consists of two parts; in the first part small annular cement sand mortar samples were tested in order to observe the effect of cracks on corrosion. Results show that cracks whatever their width allows the corrosion onset at bottom of cracks and along the steel-concrete interface damaged zone caused by the creation of cracks. In the second part an extensive study was carried out on a 26-year-old corroded reinforced concrete beam and a non-corroded of same age in order to better understand the effect of corrosion on reinforced concrete members in flexion and shear. Impact of corrosion on the mechanical properties of steel in reinforced concrete was studied. A new model was proposed for the relationship between corrosion cracks width and loss of steel cross-section
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Schosger, Jean-Pierre. "Contribution à la connaissance du comportement de l'acier Z3 CN 18-10 dans l'acide nitrique concentré, chaud et confiné." Toulouse, INPT, 1996. http://www.theses.fr/1996INPT047G.
Full textAbstract:
En milieu nitrique concentre, chaud et non renouvele, la corrosion des aciers inoxydables subit une acceleration. Ce phenomene connu semble dependre de la phase gazeuse et de l'accumulation des produits de corrosion en solution. Deux types de produits de corrosion doivent etre distingues : d'une part, les cations ferriques, chromiques et nickeleux provenant de l'oxydation du materiau, d'autre part, l'acide nitreux et les oxydes d'azote gazeux provenant de la reduction de l'acide nitrique. Experimentalement, le vieillissement de la solution a ete simule par ajout de ces divers produits de corrosion. Le phenomene a ete caracterise a long terme en milieu confine et les influences des produits de corrosion ont ete etudiees. Initialement, la vitesse de la corrosion uniforme de l'echantillon passif est faible. Apres une duree d'immersion variable, une transition a lieu et la vitesse de corrosion augmente rapidement. Apres la transition, la vitesse de corrosion augmente plus doucement et une composante intergranulaire apparait. Cette transition resulte de l'action catalytique des produits de reduction qui accelerent la vitesse de reduction du milieu nitrique. Les cations metalliques de fer et de chrome ont aussi une action catalytique mais moins efficace. L'apparition de l'autocatalyse due aux produits de reduction du milieu nitrique est retardee par la presence d'oxygene en phase gazeuse et semble etre influencee par les rapports surface de l'echantillon sur volume de la solution et volume de la phase gazeuse sur volume de la solution.
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Nguyen, Thi Minh Phuong. "Lead acid batteries in extreme conditions : accelerated charge, maintaining the charge with imposed low current, polarity inversions : Introducing non-conventional charge methods." Montpellier 2, 2009. http://www.theses.fr/2009MON20063.
Full textAbstract:
Les trois grands domaines d'application de batteries au plomb sont les batteries de démarrage, les batteries de traction et les batteries stationnaires. Les évolutions des marchés, notamment celui de l'énergie, ouvrent de nouvelles applications de stockage par accumulateur au plomb: transports électriques, énergies renouvelables dont éolien et photovoltaïque, stockage réseau, qualité, secours. Dans la plupart des cas, les contraintes de l'application mènent à revoir profondément les algorithmes de charge. Nous avons mené différentes études sur les batteries au plomb dans des conditions extrêmes: charge rapide pour batteries ouvertes, maintien en charge pour batteries stationnaires, décharge profonde avec inversion de polarité. À partir de ces travaux, un nouvel algorithme de charge rapide avec une phase de déstratification précoce a été mis au point. De plus, une nouvelle méthode de maintien en charge par faible courant imposé a été testée sur différentes technologies de batteries au plomb. Elle montre plusieurs avantages en termes de réduction importante de la corrosion, de diminution de la perte d'eau due à la corrosion et de besoin de charges périodiquesThree main applications of lead acid batteries are: starting, lighting and ignition batteries (SLI batteries), motive batteries and stationary batteries. Increasing attention to the global climate change and the sustainable development open new applications for the energy storage using lead acid batteries: electric transport, renewable energies such as photovoltaic and wind, grid storage, quality and emergency supplies. In some cases, new applications need new charge algorithms. Various studies were conducted with lead acid batteries in extreme conditions: accelerated charge for vented batteries, maintaining the charge with imposed low current for stationary batteries and deep discharge with polarity inversion. A new charge method for accelerated and fast charges of flooded lead acid batteries is developed. A new method of maintaining the charge with imposed low currents and periodical charges is tested on different technologies of lead acid batteries. It has the advantages of reducing drastically corrosion, of limiting water loss due to corrosion and the need of periodical charges
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Grégoire, Benjamin. "Functionalization of aeronautical thermal barrier systems elaborated by slurry (FONBAT)." Thesis, La Rochelle, 2017. http://www.theses.fr/2017LAROS023/document.
Full textAbstract:
La sélection des matériaux utilisés dans les moteurs aéronautiques est un enjeu majeur pour assurer la sécurité des passagers, optimiser les performances de l’avion et maîtriser les coûts. Dans les parties les plus chaudes des moteurs (i.e. chambre de combustion et turbine), les pièces sont généralement constituées de superalliages à base nickel en raison de leurs excellentes propriétés mécaniques à haute température. Vulnérables aux phénomènes de corrosion et d’oxydation à haute température, les superalliages doivent la plupart du temps être revêtus afin de prolonger leur durée de vie (ingénierie de surface). La composition chimique et l’architecture des revêtements sont alors adaptées en fonction du régime de température et des phénomènes de dégradation rencontrés (i.e. corrosion à chaud, oxydation et/ou érosion). En vue de répondre aux nouvelles réglementations environnementales, de nouvelles voies de synthèse et de fonctionnalisation sont à l’étude comme alternatives aux procédés industriels actuels. Dans le cadre du projet Européen « PARTICOAT », le LaSIE a démontré la faisabilité d’élaborer des systèmes barrières thermiques complets (couche de diffusion + barrière thermique) en une seule étape à partir de barbotines (« slurries ») à base aqueuse contenant des microparticules d’Al. Dans cette étude, l’ajout de Cr comme dopant a été étudié. L’addition de Cr a permis d’abaisser l’activité de l’Al lors de l’étape d’aluminisation et de limiter les réactions exothermiques entre Al et substrat à base de nickel. L’optimisation des ratios entre Al et Cr a permis d’obtenir différentes microstructures de revêtement. Diverses architectures de dépôts ont également pu être testées grâce à la souplesse d’élaboration des revêtements par barbotines. L’influence de l’atmosphère (Ar, air) et celle des conditions de traitement thermique ont également été étudiées. Enfin, la durabilité des revêtements développés au cours de la thèse a été évaluée au cours d’essais de corrosion à chaud et d’oxydationThe selection of materials is of utmost importance in gas turbine engines to ensure the security of the passengers, optimize the performances of the aircraft and be cost efficient. In the hottest region of the engines (i.e. combustion chamber and turbine), the components are usually made of nickel-based superalloys. These materials can resist to high mechanical loads at high temperature but are vulnerable to aggressive environments. Therefore, nickel-based superalloys are usually coated to increase their durability in the engine (surface engineering). The chemical composition and the coating architecture are carefully adjusted depending on the temperature regime and the mechanisms of degradation encountered (hot corrosion, oxidation and/or erosion). New synthesis routes and functionalization are currently developed as alternative solutions to industrial processes. As a promising alternative approach, different studies were carried out in the LaSIE laboratory under the European project “PARTICOAT” and confirmed the possibility to elaborate complete thermal barrier systems (diffusion coating + thermal barrier coating) from Al-containing water-based slurries. In this work, the role of Cr as a doping agent was investigated. The addition of Cr decreased the thermodynamic activity of Al upon aluminizing and limited the exothermic reactions usually reported between Al and nickel-based materials. Different architectures of coatings were obtained thanks to the flexibility and the adaptability of the slurry coating process. The gas composition (Ar, air) and the heat treatment conditions were also investigated. Finally, the high temperature resistance of the slurry coatings developed during this work was evaluated under hot corrosion and oxidation conditions
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Luc, Emilie. "Mécanisme d'initiation du collage lors du laminage à chaud des aciers inoxydables ferritiques stabilisés." Thesis, Valenciennes, 2013. http://www.theses.fr/2013VALE0041/document.
Full textAbstract:
Le laminage à chaud de l’acier inoxydable est une étape du procédé de fabrication agissant significativement sur la qualité de surface des produits. Les nuances ferritiques stabilisées sont largement utilisées dans les applications automobiles et de décoration mais sont concernées par le phénomène de collage à chaud. Ces nuances, ayant des résistances élevées en corrosion sèche et en fluage, sont riches en éléments tels que le Cr, le Nb ou le Ti, limitant aussi l’oxydation des brames lors du laminage. Or, l’oxydation maitrisée de la brame permet de protéger la surface du métal de tout contact direct avec les cylindres de laminage.Afin de comprendre l’initiation du collage, une première campagne d’étude sur la topographie et la dégradation de l’état de surface des cylindres a été réalisée. Il a été mis en évidence que l’initiation du collage ne serait pas du à des rayures d’usure en surface des cylindres et dont la profondeur serait supérieure à la couche d’oxyde, car la probabilité que la profondeur d’une rayure de cylindre soit plus importante que la couche d’oxyde est très faible.Ensuite, un banc d’essai reproduisant les conditions tribologiques de l’emprise du laminoir a été conçu afin de mieux appréhender les mécanismes à l’origine du collage. Etant donné l’importance de l’état de surface des brames et des cylindres, ce banc d’essai a permis de travailler sur des échantillons pris en production, permettant d’étudier la surface oxydée des tôles. Cette deuxième campagne d’étude a mis en évidence l’importance des oxydes de silicium sur l’adhérence partielle de la couche d’oxyde, ainsi que la relative hétérogénéité en épaisseur et en composition chimiqueHot rolling of stainless steel is one of the most important steps in manufacturing process regarding surface quality of the product. Stabilised ferritic stainless steels are widely used in automotive and cosmetic appliances but are also concerned by sticking phenomenon. These grades, having high dry corrosion and creep resistance, are enriched in specific chemical elements such as Cr, Nb or Ti, limiting also slab oxidation during hot rolling. Nevertheless, the mastered oxidation of slab surface is a way to protect metal surface from direct contact with rolls.In order to better understand initiation of sticking, a first campaign was based on topography and rolls surface state wear analysis. This study revealed that sticking initiation is not due to the presence of roll scratches which depth is higher than oxide layer thickness. Indeed, the probability that roll scratches are deeper than oxide layer thickness is very low.In a second time, a pilot was designed, reproducing tribological conditions of a roll bite, to better understand mechanisms that initiate sticking. Keeping in mind the importance of rolls and slab surface state, this pilot is able to use specimen taking from industrial products, having the original oxide layer surface. This second study highlighted the major role of silicium oxides on scale adherence and the high heterogeneity of this scale layer in thickness and in chemical composition
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Le, Thi-Kim-Khanh. "Study of corrosion of steel in molten sodium nitrate at 340°C." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS371/document.
Full textAbstract:
Cette thèse a été réalisée initialement dans le cadre du projet Stockage Thermique Appliqué à l’extension de Production d’énergie Solaire thermodynamique (STARS) soutenu par l'Agence De l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie (ADEME).L’objectif du projet est de développer une solution de stockage thermique adaptée à la technologie Fresnel à génération directe de vapeur avec une zone de stockage de chaleur latente. Dans une unité de stockage latent, le nitrate de sodium (NaNO3) a été choisi comme matériau à changement de phase (MCP) et l’acier faiblement allié a été envisagé comme matériau de structure du conteneur et de l’échangeur thermique. La contribution de la thèse se positionne au niveau de l’étude de la corrosion et de la durabilité des matériaux de structure (conteneur et échangeur) en contact avec le MCP. L’objectif est de déterminer une loi de vitesse de corrosion qui permettrait de dimensionner les parois de l’échangeur et de développer des protocoles utilisant les techniques électrochimiques afin de suivre in-situ l’état de la corrosion au sein de l’unité de stockage. Les travaux présentés dans ce manuscrit portent sur l’étude expérimentale de la corrosion de l’acier dans le nitrate de sodium fondu à 340°C en fonction des paramètres expérimentaux tels que la présence d’impuretés (oxydes, chlorures), l’atmosphère gazeuse et le cyclage thermique. L’étude par mesures gravimétriques met en évidence la formation d’une couche de corrosion protectrice en surface de l’acier et la production de nitrite de sodium (NaNO2) par la réaction de corrosion. Cette couche constituée principalement de Fe2O3 (insoluble dans NaNO3 fondu) a été caractérisée par différentes méthodes d’analyse de surface (DRX, XPS). L’évolution de l’épaisseur de la couche de corrosion obtenue par cette technique montre une cinétique de corrosion logarithmique dans NaNO3 pur et une cinétique linéaire en présence d’une teneur importante en impuretés chlorures (10 mol%). L’étude électrochimique a apporté des indications sur le comportement du fer (et de l’acier) dans NaNO3 fondu. En combinant ces données avec les observations expérimentales issues des essais de corrosion nous avons pu proposer un mécanisme réactionnel pour la corrosion de l’acier en milieu nitrate fondu. L’étude par spectroscopie d’impédance électrochimique a permis de valider le mécanisme réactionnel proposé. A l’aide de ce mécanisme, les paramètres cinétiques puis la valeur du courant de corrosion ont été déduits par simulation des diagrammes d’impédance. L’analyse de la variation du courant de corrosion en fonction du temps permet de calculer l’épaisseur de la couche de corrosion et de la comparer à celle obtenue par gravimétrie. Un bon accord entre les valeurs obtenues par différentes techniques a été observé.Au cours de ce travail, nous avons également montré la possibilité d’utiliser les techniques électrochimiques pour l’instrumentalisation des installations industrielles afin de suivre in-situ l’évolution de la composition du MCP et l’état d’avancement de la corrosion de l’acier.Enfin, ce travail a montré que l’acier faiblement allié est adapté pour être utilisé dans une unité de stockage latent avec le nitrate de sodium comme matériau à changement de phaseThis thesis was originally performed as part of the STARS project (Stockage Thermique Appliqué à l’extension de Production d’énergie Solaire thermodynamique) which was supported by ADEME (l'Agence De l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie). The objective is to develop a thermal storage system using latent heat from a phase change material (PCM) in order to match with Fresnel technology using direct steam generation. Sodium nitrate (NaNO3) has been selected as PCM and low-alloy steel has been considered as candidate material to build the container and the heat exchanger of a latent heat storage system. The contribution of this thesis is to provide better understanding of the corrosion of the candidate material in contact with the PCM. This thesis aims to determine a corrosion rate law which helps design the thickness of the heat exchanger’s wall and to develop protocols using electrochemical technics to follow in-situ corrosion process in the latent heat storage system. The work presented in this manuscript focuses on experimental study of corrosion of low-alloy steel in molten NaNO3 (340°C) in function of different parameters: presence of impurities (oxides, chlorides), atmosphere and thermal cycling. Gravimetric measurements reveal the formation of a protective corrosion layer on the steel’s surface and the production of sodium nitrite (NaNO2) by corrosion reaction. The corrosion layer consisting mainly of Fe2O3 (insoluble in molten NaNO3) was characterized by surface analytical methods (XRD, XPS). Variation of the thickness of corrosion layer obtained by gravimetric methods shows logarithmic kinetics in pure NaNO3 and linear kinetics in the presence of 10mol% of impurity chlorides. Electrochemical study has provided indications on the iron (and steel) behavior in molten NaNO3. By combining results of this study with experimental observations from gravimetric study, we were able to propose a corrosion mechanism of the steel in molten NaNO3. This mechanism was then validated by electrochemical impedance spectroscopy study. Kinetics parameters and value of corrosion current were deduced by the simulation of impedance diagrams using the proposed mechanism. The thickness of corrosion layer was calculated by analyzing the variation of the corrosion current with time. These values present a good agreement with values obtained by gravimetric study.In this work, we also show the possibility of using electrochemical measurements at industrial scale to follow in-situ the evolution of the PCM's composition and the corrosion state. Finally, this work has shown that low-alloy steel is suitable for using in a latent heat storage system with NaNO3 as phase change material
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Martin, Cabañas Bruna. "Comportement des produits de corrosion dans le circuit primaire des centrales REP : sorption du cobalt et du nickel sur des ferrites représentatifs." Paris 11, 2010. http://www.theses.fr/2010PA112245.
Full textAbstract:
La corrosion des parties métalliques du circuit primaire des centrales REP engendre la formation de produits de corrosion. Ceux-ci peuvent circuler dans le circuit primaire sous forme de particules colloïdales ou d'espèces dissoutes qui peuvent être activées lors de leur passage sous flux puis adhérer sur les parties métalliques des circuits. Le dépôt des particules activées sur les zones hors flux est alors responsable de la contamination surfacique. Ces particules peuvent également interagir avec les espèces ioniques dissoutes dans le milieu primaire. Alin d'avoir une meilleure maîtrise de la contamination, la caractérisation (surface spécifique, granulométrie, PCN. . . ) des différentes particules présentes dans le circuit primaire ainsi que l'étude de leur interaction avec les espèces dissoutes et les parois (adhésion, sorption. . . ) est nécessaire. Les espèces prises en compte dans cette étude sont, pour les particules : les ferrites de cobalt et de nickel ainsi que la magnétite, pour les matériaux du circuit primaire : l'Inconel 690, le Zircaloy 4 et l'acier inoxydable 304L. La sorption du cobalt et du nickel, principaux responsables de la contamination surfacique, sur les différents produits de corrosion a été réalisée expérimentalement et modélisée grâce au code de calcul ECOSAT. L'évolution de leur charge de surface a également été étudiée. Les données obtenues alimenteront, in fine, différents codes permettant la modélisation de la contamination dans les circuits en tenant compte de l'hydrauliqueThe corrosion of the metal parts in the primary circuit of PWR Ieads to the release of metal oxides particles and ionic species. These corrosion products circulate through the primary circuit and may be activated when they pass through the core. The deposition of the activated particles in areas out of flux is then responsible for surface contamination. These particles can also interact with thc ionic species in the primary medium, contributing to their transport and to their deposition on surfaces outside the flux. Ln order to have better contamination control, characterization (specific surface, sire, PZC. . . ) of differents particles of primary circuit and study of their interaction with soluble species and surfaces (adhesion, sorption. . . ) is necessary. Species take into account in this study are for particles : nickel and cobalt ferrites and magnetite, for primary circuit materials: Inconel 690, Zircaloy 4 and stainless steel 304L. Cobalt and nickel sorption, main responsible of primary circuit contamination, on several corrosion products were experimentally realized and modelised with ECOSAT code. Surface charge were also studied. Data obtained will be introduced in different calculation code in order to modelised contamination in primary circuit under dynamics conditions
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Dillenseger, Guillaume. "Caractérisation de nouveaux modes de maintien en charge pour batteries stationnaires de secours." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00008901.
Full textAbstract:
Les accumulateurs au plomb de secours sont traditionnellement maintenus à l'état chargé par floating, i.e. tension de charge constante.Nous avons mené différentes études sur les batteries de démarrage, les moins chères du marché : cinétiques d'autodécharge des électrodes, influence des surtensions sur les états de charge et la corrosion, aptitude à la recharge.
Il en résulte des considérations sur les notions mêmes de fem d'un accumulateur au plomb, de charge complète, et un modèle de perte de capacité des matériaux actifs dans le temps. Une nouvelle technique de maintien en charge est proposée, réduisant au moins d'un facteur deux les quantités d'électricité fournies. Cette technique associe de longues périodes sous faibles courants de maintien, inférieurs d'un ordre de grandeur aux courants de floating habituels, et des phases courtes à régime plus élevé. Elle vise à réduire les coûts de service en conjuguant : batteries bon marché, peu ou pas d'entretien et durée de vie élevée.
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Proust, Alain. "Etude par la technique d’émission acoustique de la corrosion sous contrainte de trois nuances d'acier inoxydable (austénitique, ferritique et austéno-ferritique) en milieu chlorure chaud." Lyon, INSA, 1992. http://www.theses.fr/1992ISAL0081.
Full textAbstract:
Le phénomène de corrosion fissurante sous contrainte est complexe, difficilement prévisible, et ses conséquences sont souvent catastrophiques et redoutées dans la pratique industrielle. Son étude , dans le cas de trois nuances d'acier inoxydable (austénitique, ferritique et austénoferritique) en milieu chloruré chaud (MgC12 44 % à 145°C), fait l'objet de ce travail. La technique d'émission acoustique (EA) a été choisie, car elle permet non seulement le suivi de la propagation des fissures ; mais elle s'avère aussi très efficace pour l'investigation des mécanismes fondamentaux de corrosion sous contrainte (CSC). Notre travail expérimental commence par une identification systématique des différentes sources d'EA liées aux conditions opératoires : ébullition ou cristallisation de la solution, dégagement d'hydrogène, piqûre, parasites mécaniques et électromagnétiques, déformation plastique et propagation de fissures. Une étude sur des éprouvettes testées en traction dans un microscope électronique à balayage, permet de corréler sans ambiguïté les étapes de déformation plastique avec leur signature acoustique. Les essais effectués à vitesse de déformation imposée en milieu MgC12, complétés par l'observation systématique des faciès de rupture, conduisent à identifier et caractériser le signaux d'EA produits sur les trois nuances, lors de la propagation des fissures des CSC. Enfin, les essais de sollicitation pulsée, couplés avec des mesures acoustiques, électrochimiques et l'observation microfractographique des ruptures, sont riches en enseignements sur les conditions et les vitesses de fissuration ainsi que sur les mécanismes de production des salves d'EA liées au processus de fissuration. A partir de ce dernier type d'essais, nous avons défini un critère, basé sur des paramètres d'EA, permettant de détecter la propagation des fissures dès le façonnage de celles-ci. Ce critère est beaucoup plus sensible que d'autres s'appuyant sur des mesures mécaniques, électroniques et ultrasonoresThe aim of this study is to confirm the possibility of Acoustic Emission (AE) monitoring of Stress Corrosion Cracking (SCC). AE technique can first, shed light into the mechanism of SCC particularly concerning the propagation process of trans-granular sec, and second, evolve into a method for in sit continuous monitoring of critical structures, for instance in chemical plants. The material-environment system is austenitic, ferritic and duplex stainless steels in 44% aqueous MgC12 solution at 145°C. Ali possible AE sources are identified and characterized in such operating conditions : bubbling and solution crystallization, hydrogen evolution, pitting, mechanical and electromagnetic noise. Plastic deformation. Tensile tests in a scanning electron microscope (SEM) are performed to identify the local deformation mechanisms that can induce film rupture. Slow strain rate tests are carried out to produce reproducible stress corrosion crack. During cracks propagation the AE bursts are identified and characterized for the three types of stainless steels. The mechanisms of film rupture are now better understood with SEM observations. Load pulsing tests in MgCl2 together with electrochemical measurements and SEM fractographs give a lot of information on initiation conditions, crack velocity, and the mechanism of AE bursts production. A good criterion bas already been achieved to detect by AE measurements the early stages of sec initiation and propagation. This criterion provides an earlier detection of sec than other mechanical and electrochemical techniques
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Nguyen, Thi Minh Phuong. "ETUDE DU COMPORTEMENT DE BATTERIES AU PLOMB EN CONDITIONS EXTREMES : CHARGE RAPIDE, MAINTIEN EN CHARGE PAR FAIBLE COURANT IMPOSE, INVERSIONS DE POLARITE INTRODUCTION DE PROCEDES DE CHARGE ATYPIQUES." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00443615.
Full textAbstract:
Les trois grands domaines d'application de batteries au plomb sont les batteries de démarrage, les batteries de traction et les batteries stationnaires. Les évolutions des marchés, notamment celui de l'énergie, ouvrent de nouvelles applications de stockage par accumulateur au plomb: transports électriques, énergies renouvelables dont éolien et photovoltaïque, stockage réseau, qualité, secours. Dans la plupart des cas, les contraintes de l'application mènent à revoir profondément les algorithmes de charge. Nous avons mené différentes études sur les batteries au plomb dans des conditions extrêmes: charge rapide pour batteries ouvertes, maintien en charge pour batteries stationnaires, décharge profonde avec inversion de polarité. À partir de ces travaux, un nouvel algorithme de charge rapide avec une phase de déstratification précoce a été mis au point. De plus, une nouvelle méthode de maintien en charge par faible courant imposé a été testée sur différentes technologies de batteries au plomb. Elle montre plusieurs avantages en termes de réduction importante de la corrosion, de diminution de la perte d'eau due à la corrosion et de besoin de charges périodiques.
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Sedaries, Didier. "Interfaces semi-conducteur-électrolyte modifiées par voie photoélectrochimique : application au séléniure d'indium (InSe)." Paris 11, 1989. http://www.theses.fr/1989PA112077.
Full textAbstract:
Malgré ses bonnes propriétés optoélectroniques qui font de InSe un candidat potentiel pour des applications photoélectrochimiques, son utilisation dans une jonction semi-conducteur/électrolyte nécessite que soient auparavant résolus deux problèmes inhérents à ce type de jonction à savoir : la photocorrosion de InSe de type n et le faible rendement de InSe de type p. Le but de cette thèse a été de montrer qu'en modifiant, par voie photoélectrochimique, la surface de InSe, il est possible de contrôler la cinétique de transfert des charges photocréées et par là-même d'améliorer les propriétés de la jonction InSe/électrolyte. Sur n-InSe, nous avons montré que l'accroissement du photocourant, observé dans le polyiodure de cuivre, est lié à la présence en surface de InSe d'une interphase CuISe3-Se0 formée par réaction entre le sélénium (produit de photocorrosion) et les espèces I- et Cu+ de l'électrolyte. L'étude des propriétés photoélectrochimiques montre que l'interphase est poreuse et conduit à une stabilisation relative de InSe. Les mesures de photoréflexion, de spectroscopie de photocourant et l'observation de l'effet Seebeck indiquent que l'interphase de type p possède une bande interdite de 2 eV. Les mesures EBIC, et l'étude de dispositifs solides InSe/CuISe3-Se0 montrent l'existence d'une jonction p-n de faible rendement entre n-InSe et p-CuISe3-Se0. L'ensemble de nos résultats laisse toutefois présumer la coexistence de deux jonctions, n-InSe/électrolyte et n-InSe/CuISe3-Se0, lorsque l'électrode photomodifiée est immergée dans un électrolyte, l'interphase CuISe3-Se0 jouant essentiellement un rôle de fenêtre optique. L'accroissement du photocourant dans le polyiodure de cuivre serait attribué, d'après les mesures d'impédance complexe, à une diminution du nombre de donneurs et de la densité des états de surface. Sur p-InSe, le dépôt d'îlots de métal noble (Pt, Rh) par voie photoélectrochimique permet de catalyser le photodégagement d'hydrogène dans de très fortes proportions. La caractérisation des îlots de platine, par microscopie électronique à balayage et par SEXAFS (EXAFS de surface), a permis de montrer la corrélation existant entre les conditions de photodéposition et l'activité catalytique du platine vis à vis du photodégagement d'hydrogène.
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Lalot, Sylvain. "Etude d'un réchauffeur électrique pour fluides corrosifs." Valenciennes, 1994. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/4f33d352-cbdf-4dac-8253-862a90a378e2.
Full textAbstract:
Cette étude concerne un réchauffeur électrique de fluides corrosifs conçu à partir d'un échangeur de chaleur en graphite, à courants croisés. Les premiers essais ont montré une mauvaise répartition de la température du bloc d'échange et du fluide en sortie d'appareil. Nous avons donc étudié les éléments chauffants électriques, le bloc d'échange et la répartition du fluide dans celui-ci. Les caractéristiques des éléments chauffants utilisés ne pouvant pas être obtenues expérimentalement, nous les avons déterminées en utilisant une modélisation que nous avons validée sur d'autres éléments dont les résultats expérimentaux étaient connus. L'étude du bloc d'échange a révélé l'existence d'une limite supérieure du rapport des vitesses maximale et minimale dans l'appareil. Nous avons recherché la valeur de ce rapport en étudiant expérimentalement et par modélisation la répartition du débit. La valeur trouvée étant trop élevée nous avons cherché à homogénéiser l'écoulement du fluide dans l'appareil. Nous avons obtenu expérimentalement de bons résultats en plaçant un obstacle dans la boite à eau. Nous avons proposé une loi représentative de la répartition du fluide qui, sur la base d'hypothèses simplificatrices, nous permet de déterminer l'obstacle qui permet une utilisation optimale de l'appareil. Nous avons montré que l'utilisation d'un logiciel permet également de bonnes prévisions. Nous avons modifié notre prototype et nous avons repris nos essais avec succès. Les résultats obtenus pourraient être extrapolés à des réchauffeurs de fluides ordinaires dont le bloc d'échange serait en un matériau moins noble et donc moins couteuxThis report deals with the study of an electrical heater for corrosive fluids that is built from a crossflow graphite heat exchanger. The first tests have shown a maldistribution of the temperature in the heater core and in the fluid in the outlet header. We have consequently studied the heating elements, the heater core and the fluid distribution. As we cannot know experimentally the thermal characteristics of the heating elements that have been used, we have found them by using a simulation based on well-known heating elements. It results from the study of the heater core that the ratio of the highest speed to the smallest speed is a fundamental parameter and must stay under an upper limit to keep the heater in good working order. We have determined the actual value of this ratio experimentally and by using a software. As we have found this value up the upper limit, we have looked for a way to homogenize the fluid flow in the core of the heater. We have experimentally reached good results by placing a porous baffle in the plenum chamber of the inlet header. We have suggested a law for the fluid distribution that helps, with simple hypothesis, to determine the porosity of the baffle that leads to an optimal use of the heater. We have also shown that a software can also correctly predict the improvement due to the porous baffle. We have modified our prototype and carried on new tests with success. The results that have been obtained could be extrapolated to « normal fluids » heater built around a core that could be in a less expensive material
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Khireddine, Mohammed-Hachemi. "Étude des phénomènes de dégradation des tôles d'acier galvanisé prélaquées et profilées entreposées en milieu chaud et humide." Compiègne, 1991. http://www.theses.fr/1991COMPE096.
Full textAbstract:
Les profilés en acier galvanisé prélaqué utilisés dans l'industrie du bâtiment sont sujets à des phénomènes de dégradation particuliers, tant du point de vue cinétique que phénoménologique lorsqu'ils sont stockés dans un environnement à caractère tropical. Sur la base de simulations en étuves humides, l'étude d'un échantillonnage de tôles d'acier galvanisé recouvertes de différents systèmes de peinture a été menée, pour caractériser d'une part phénoménologiquement la détérioration des films de protection et d'autre part électrochimiquement la corrosion du support métallique. Cette approche, mettant en jeu des techniques électrochimiques complémentaires, combinée à des essais d'adhérence sur films de peinture, et complétée par des analyses de surfaces, a conduit à proposer des modèles simples de dégradation de ces produits. Cela a permis également de dégager les paramètres les plus importants auxquels on doit se référer afin de pouvoir prédire, dans des limites acceptables, les manifestations électrochimiques qui peuvent survenir. Ces prédictions sont toutefois sensiblement améliorées lorsque l'étude est complétée par des résultats d'essais effectués sur sites naturels. Les différents systèmes de peinture appliqués sur acier galvanisé, sollicités en étuve humide, réagissent en interaction avec le subjectile selon trois mécanismes principaux qui sont : la formation de cloques du film de peinture remplies de liquide au niveau desquelles la corrosion du support métallique est généralement ralentie, la formation de cloques sèches, remplies de rouille blanche, et la déamination du film de peinture de son support avec ou sans corrosion sous-jacente. Par ailleurs, il a été montre qu'il existait également un mécanisme connexe de corrosion qui est le cloquage du revêtement de galvanisation.
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Leblanc, Jean-Claude. "Sur l'identification de la chaîne opératoire de forgeage du fer antique, associée à l'archéométrie des battitures." Toulouse 3, 2002. http://www.theses.fr/2002TOU30061.
Full text
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Demissie, Gizachew Ababu. "Prediction of water distribution system pipes and isolation valves failure using Bayesian models with the consideration of soil corrosion and climate change." Thesis, University of British Columbia, 2017. http://hdl.handle.net/2429/63464.
Full textAbstract:
Aging water distribution system pipes and valves are at stake due to progressive deterioration. Deterioration of the pipes and valves might be as a result of static, operational and dynamic (time-dependent) factors. The impact of these factors are manifested in the form of declined water quality, diminished hydraulic capacity, increased leakage rate and frequent pipe breaks. Reported literature shows that there are a limited number of comprehensive models which integrate characteristics of these factors. As a result, municipalities have been facing a challenge in predicting pipe failure and practicing proactive decision making.
The primary objective of this research was to develop a comprehensive Bayesian (Bayesian Belief Network (BBN), Dynamic Bayesian Network (DBN) and Bayesian Model Averaging (BMA)) models to predict/forecast pipe and valve failures by considering driving factors with particular attention to soil corrosion and climate change. Firstly, a comprehensive BBN-based Soil Corrosivity Index (SCI) model was developed to account for interdependencies among different soil parameters. The developed BBN-SCI model combines in situ, experimental, and expert opinion data sources. This model is, then, extended to BBN-based Remaining Service Life (RSL) model which predicts pit depth and quanti es the probability and time to failure for cast iron pipes. The next part of this research evaluates the failure of valves using BBN-based failure mode and effect analysis. The DBN model considers static, operational and time-dependent factors to predict annual and monthly pipe failure rates. Finally, the BMA model integrates climate projection data for future pipe failure forecasting. Overall, this research integrated physical, environmental, and operational factors speculated in contributing to failures of pipes and valves.
The data analysis and methodology proposed in this study will help water utility managers and operators to make informed decision making for e cient design and construction of a new water supply systems or planning renewal and rehabilitation programs for old water supply systems. By implementing this methodology, water utilities can incorporate the most impacting pipe and valve failure factors, speci cally soil corrosion and climate change, in operational, tactic, and strategic level decision making.Applied Science, Faculty of
Civil Engineering, Department of
Graduate
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Klein, Robert. "Propriétés de composites céramiques particulaires électroconducteurs, élaborés par compression isostatique à chaud." Limoges, 2004. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/87d1df87-738c-4644-865a-5aa25c91abfd/blobholder:0/2004LIMO0009.pdf.
Full textAbstract:
L'élaboration de matériaux composites particulaires à base de nitrure de silicium Si3N4-TiN, Si3N4-TiB2, Si3N4-HfB2, a été réalisée par compression isostatique à chaud (CIC ou HIP), avec de faibles quantités d'ajouts (Y2O 3, Al2O3 ), afin d'obtenir des matériaux denses. Grâce à la présence de la seconde phase qui leur confère une bonne conductivité électrique, les composites sont usinables par électroérosion (EDM). Leur caractérisation est effectuée par analyses DRX, MEB et MET et leurs propriétés mécaniques (dureté, ténacité, résistance à la rupture à température ambiante et élevée) ainsi que leurs modules élastiques sont analysés. L'étude de la résistance à l'oxydation de ces composites sous flux dynamique d'oxygène pur (900-1400ʿC) montre le meilleur comportement du matériau Si3N4-HfB2. Un matériau multicouche a pu être élaboré après étude de la mouillabilité et de la réactivité d'une brasure Ag-Cu-TiThe aim of this work was the elaboration and the characterization of electroconductive silicon nitride based ceramic composites Si3N4-TiN, Si3N4-TiB2 and Si3N4-HfB2, elaborated by Hot Isostatic Pressing (HIPing). A small amount of sintering aids (Y2O3, Al2O3) led to good densification and their high electrical conductivity authorized electrodischarge machining (EDM). The characterization of the materials was done by XRD, SEM and TEM analysis. Their mechanical properties (microhardness, fracture toughness, flexural strength at low and high temperatures) and the elastic moduli were analyzed. The oxidation resistance, studied under dynamic conditions in pure oxygen, between 900 and 1400ʿC, showed the better behavior of the Si3N4-HfB2 material. A multi-layered material was elaborated after the study of the wettability and reactivity with an Ag-Cu-Ti braze
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Close, Damien. "Alternative protective coatings for hot stamped automotive body parts." Thesis, Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0083/document.
Full textAbstract:
De nombreux revêtements sont actuellement disponibles pour les aciers emboutis à chaud et trempés pour le domaine de la construction automobile. Afin d’augmenter les performances des produits actuels en termes d’aptitude à la mise en forme à chaud, de résistance contre la corrosion et de compatibilité avec les procédés de fabrication ultérieurs, les constructeurs automobiles et les sidérurgistes ont développé de nombreux types de matériaux alternatifs. Peu de produits ont trouvé une place importante dans l’utilisation industrielle. L’objectif de ce travail est de procéder à une vue d’ensemble des performances des produits actuels, d’identifier de nouveaux concepts de revêtements et d’étudier leur compatibilité pour l’application de la mise en forme à chaud. Cette étude porte sur les revêtements d’alliages de Zn-Mn. De nombreux bains électrolytiques et paramètres électriques ont été étudiés afin de déterminer des conditions de déposition optimales pour obtenir des alliages Zn-Mn avec une forte teneur en Mn. Les propriétés cristallographiques, microstructurales et anticorrosives de couches obtenues sur des plaques d’acier de grandes dimensions ont été caractérisées avec de nombreuses techniques. La compatibilité des couches protectrices pour le traitement d’austénitisation a été évaluée après des traitements thermiques à différentes températures et durées de chauffe. Une attention particulière a été portée sur l’évolution de la composition et des phases d’interdiffusion formées, ainsi que sur l’apparition de mécanismes d’oxydation et d’évaporation à haute température. Enfin, l’aptitude à la mise en forme à chaud et notamment la susceptibilité à la fissuration par métaux liquides de ces nouveaux revêtements ont été évaluées par des essais d’emboutissageVarious coatings are currently available for press-hardened steels used for the automotive construction, mainly with the aim of providing good anticorrosive properties to the body components. In order to improve performance of the coated products in terms of hot formability, corrosion protection and suitability for subsequent manufacturing processes, steelmakers and car manufacturers investigated various alternative coating materials. Only a few solutions resulted in a serial production. The aim of this study is to proceed to a screening of the performance of current coating variants, to identify new concepts for alternative coating materials and assess their suitability for the hot stamping application. The present work is focused on the study of Zn-Mn alloy coatings. Various electroplating baths and electric parameters were studied in order to determine optimal deposition conditions for obtaining Zn-Mn alloys with high Mn contents. The deposits obtained on large-scale steel plates were characterized with regards to their crystallographic, microstructural and anticorrosive properties. The behavior of the coating materials during austenitizing treatment was studied after heat treatment to different temperatures and heating durations. A particular attention was given to the evolution of the composition, the interdiffusion phases formed as well as to the presence of oxidation and evaporation mechanisms at high temperature. At last, the forming properties of the alternative coating materials and their susceptibility for liquid metal embrittlement were assessed on the basis of direct hot stamping experiments
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Bhardwaj, Abhinav. "Metallic Encapsulation for High Temperature (>500 °C) Thermal Energy Storage Applications." Scholar Commons, 2015. http://scholarcommons.usf.edu/etd/5843.
Full textAbstract:
Deployment of high temperature (>500 °C) thermal energy storage in solar power plants will make solar power more cost competitive and pave the way towards a sustainable future. In this research, a unique metallic encapsulation has been presented for thermal energy storage at high temperatures, capable of operation in aerobic conditions. This goal was achieved by employing low cost materials like carbon steel. The research work presents the unique encapsulation procedure adopted, as well as various coatings evaluated and optimized for corrosion protection. Experimental testing favored the use of 150 μm of nickel on carbon steel for corrosion protection in these conditions. These metallic encapsulations survived several thermal cycles at temperatures from 580 °C to 680 °C with one encapsulation surviving for 1700 thermal cycles.
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Shreepathi, Subrahmanya, Hung Van Hoang, and Rudolf Holze. "Corrosion Protection Performance and Spectroscopic Investigations of Soluble Conducting Polyaniline-Dodecylbenzenesulfonate Synthesized via Inverse Emulsion Procedure." Universitätsbibliothek Chemnitz, 2009. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-200900775.
Full textAbstract:
Corrosion protection performance of a completely soluble polyaniline-dodecylbenzenesulfonic acid salt (PANI-DBSA) on C45 steel has been studied with electrochemical impedance and potentiodynamic measurements. Chloroform is the most suitable solvent to process the pristine PANI-DBSA because of negligible interaction of the solvent with the polyaniline (PANI) backbone. An anodic shift in the corrosion potential (
E=~70 mV), a decrease in the corrosion current and a significant increase in the charge transfer resistance indicate a significant anti-corrosion performance of the soluble PANI deposited on the protected steel surface. Corrosion protection follows the mechanism of formation of a passive oxide layer on the surface of C45 steel. In situ UV-Vis spectroscopy was used to investigate the differences in permeability of aqueous anions into PANI-DBSA. Preliminary results of electron diffraction studies show that PANI-DBSA possesses an orthorhombic type of crystal structure. An increase in the feed ratio of DBSA to aniline increases the tendency of aggregation of spherical particles of PANI obvious in transmission electron microscopy. PANI-DBSA slowly loses its electrochemical activity in acid free electrolyte without undergoing degradation.
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Martin, Cabanas Bruna. "Comportement des produits de corrosion dans le circuit primaire des centrales REP - sorption du cobalt et du nickel sur des ferrites représentatifs." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00595061.
Full textAbstract:
La corrosion des parties métalliques du circuit primaire des centrales REP engendre la formation de produits de corrosion. Ceux-ci peuvent circuler dans le circuit primaire sous forme de particules colloïdales ou d'espèces dissoutes qui peuvent être activées lors de leur passage sous flux puis adhérer sur les parties métalliques des circuits et sur les gaines des assemblages combustible. Le dépôt des particules ou d'ions activés sur les zones hors flux est alors responsable de la contamination surfacique. Afin d'avoir une meilleure maîtrise de la contamination, la caractérisation (surface spécifique, granulométrie, PCN...) des différentes particules présentes dans le circuit primaire ainsi que l'étude des interactions des produits de corrosion entre eux ou avec les parois (adhésion, sorption...) est nécessaire. Les espèces prises en compte dans cette étude sont, pour les particules : les ferrites de cobalt et de nickel ainsi que la magnétite, pour les matériaux du circuit primaire : l'Inconel 690, le Zircaloy 4 et l'acier inoxydable 304L. La sorption du cobalt et du nickel, principaux responsables de la contamination surfacique, sur les différents produits de corrosion a été réalisée expérimentalement et modélisée grâce au code de calcul ECOSAT. L'évolution de leur charge de surface a également été étudiée. Les données obtenues alimenteront, in fine, différents codes permettant la modélisation de la contamination dans les circuits en tenant compte de l'hydraulique. Le phénomène de sorption est en compétition avec celui de précipitation pour des teneurs en ions supérieures à 10-5 M et un pH élevé. Le dépôt des produits de corrosion, ayant subi ou non la sorption, est favorisé sur une large gamme de pH et quelque soit l'épaisseur de la couche d'oxyde à la surface des matériaux métalliques du circuit. La modélisation confirme que l'hydraulique est à prendre en compte lors de l'étude des phénomènes de dépôt.
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Nath, Rupa. "Encapsulation of High Temperature Phase Change Materials for Thermal Energy Storage." Scholar Commons, 2012. http://scholarcommons.usf.edu/etd/4180.
Full textAbstract:
Thermal energy storage is a major contributor to bridge the gap between energy demand (consumption) and energy production (supply) by concentrating solar power. The utilization of high latent heat storage capability of phase change materials is one of the keys to an efficient way to store thermal energy. However, some of the limitations of the existing technology are the high volumetric expansion and low thermal conductivity of phase change materials (PCMs), low energy density, low operation temperatures and high cost. The present work deals with encapsulated PCM system, which operates at temperatures above 500°C and takes advantage of the heat transfer modes at such high temperatures to overcome the aforementioned limitations of PCMs. Encapsulation with sodium silicate coating on preformed PCM pellets were investigated. A low cost, high temperature metal, carbon steel has been used as a capsule for PCMs with a melting point above 500° C. Sodium silicate and high temperature paints were used for oxidation protection of steel at high temperatures. The emissivity of the coatings to enhance heat transfer was investigated.
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Perrissol, Monique. "Modélisation mécanoélectrochimique des processus de déformation, rupture et reconstitution des films passifs formés sur les aciers inoxydables austénitiques en milieu chloruré chaud." Bordeaux 1, 1987. http://www.theses.fr/1988BOR10508.
Full textAbstract:
Etude des processus de destruction et de reconstitution des films passifs (sur les aciers inoxydables austenitiques) soumis a la deformation du metal sous-jacent. Classification a partir des cinetiques de depassivation et de repassivation du metal, de la resistance a la corrosion sous contraintes des differents aciers
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Skalli, Abdellatif. "Approche thermodynamique de la corrosion métallique par les gaz chauds étude du comportement d'un acier doux peu allié nu ou aluminisé superficiellement an atmosphère oxydante et-ou sulfurante /." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37618614v.
Full text
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El-Kedim, Omar. "Étude physico-chimique du rôle du milieu dans l'endommagement des cylindres de laminoirs à chaud : application à la formulation d'une émulsion de laminage." Compiègne, 1987. http://www.theses.fr/1987COMPD085.
Full textAbstract:
La dégradation superficielle des rouleaux de laminoirs à chaud (cas du laminage de cuivre) est imputable à l'action synergique de plusieurs facteurs : thermique, tribologique, mécanique et physico-chimique. Cette étude présente d'une part, une introduction bibliographique relative à ces facteurs et aux émulsions utilisées dans ce cas spécifique, et d'autres part, les résultats des essais de simulation en laboratoire en vue de sélectionner un produits performant et de comprendre les différents mécanismes mis en jeu. Dans ce but, une étude bibliographique et analytique a permis de choisir des différents constituants de cette émulsion. La détermination de l'organisation interne des diagrammes de phases du système eau/surfactant/cosurfactant/hydrocarbure pour deux catégories de surfactants de types non ionique a permis la sélection de deux milieux. L'approche expérimentale a été réalisée à l'aide d'une machine d'essai simulant les différentes sollicitations existant sur le site industriel et d'un montage électrochimique (potentio-cinétique, méthode d'impédances). Les résultats obtenus ont été interprétés en termes de thermocinétique, de tribologie, de physico-chimie et de vieillissement du produit. Par la méthode des impédances, des informations ont été obtenues sur le mécanisme d'action de surfactants non ioniques, comme inhibiteurs de corrosion. Les résultats montrent qu'il y a absorption globale de produits amphipolaires non dissociés, de micelles et de produits ionisés. Enfin, d'un point de vue technologique, nous avons proposé un produit dont les premiers résultats semblent satisfaisants.
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Weulersse-Mouturat, Katia. "Etude de la corrosion à chaud de tubes de surchauffeurs en incinérateurs d'ordures ménagères et en centrales à charbon, contribution à la prévision de la durée de vie." Compiègne, 2003. http://www.theses.fr/2003COMP1454.
Full textAbstract:
La combustion de charbon et d'ordures ménagères dans les centrales à charbon et les incinérateurs d'ordures ménagères génère des milieux très corrosifs notamment au niveau des tubes de surchauffeurs. Cette thèse s'est focalisée sur l'étude de la corrosivité de tels environnements constitués de gaz et de cendres, à haute température, sur trois alliages commerciaux base-fer avec différentes teneurs en Cr et Ni. La mise au point, en laboratoire, d'un banc d'essai spécifique a permis d'étudier l'influence, sur le comportement de ces trois alliages, de la température et de la composition des cendres et des gaz. En conditions "centrale à charbon", l'intervention des trisulfates alcalino-ferreux fondus dans le mécanisme de corrosion est confirmée. La dégradation dépend alors essentiellement des teneurs en sulfates alcalins et en SO2, ainsi que de la température. La vapeur d'eau peut également intervenir en modifiant les propriétés mécaniques des couches de corrosion et/ou en réduisant la pression partielle en Ch, ce qui limite l' "oxydation active" par HCL En conditions "incinérateur", la corrosion est plus importante: le développement d'une épaisse couche de corrosion s'accompagne d'une profonde dégradation interne des alliages. Ceci est attribué au phénomène d' "oxydation active" par les chlorures alcalins fondus sous atmosphère oxydante. L'effet de la vapeur d'eau est complexe, mais apparaît globalement bénéfique. Une teneur élevée en SO2 permet l'intervention néfaste de composés soufrés fondus tels que les tri sulfates alcalino-ferreux (ou les pyrosulfates suivant la température), mais peut aussi réduire l' "oxydation active".
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Dang, Vu Hiep. "Phases d'initiation et de propagation de la corrosion des armatures du béton armé fissuré en environnement carbonique ou salin." Thesis, Toulouse, INSA, 2013. http://www.theses.fr/2013ISAT0039/document.
Full textAbstract:
Cette thèse s’intéresse à l’étude la corrosion des armatures du béton armé à la fois sur les conditions de son initiation et de sa propagation mais également sur ses conséquences à long terme sur le fonctionnement en service des ouvrages.Le démarrage d’une étude à long terme sur les conditions de l’initiation et de la propagation de la corrosion en ambiance saline est présenté et les premiers résultats confirment l’initiation précoce de la corrosion mais montrent que l’influence des fissures sur la propagation dépend des conditions de leur exposition et de l’enrobage.Une étude a été réalisée sur la carbonatation en présences de fissures et sur ses conséquences sur l’initiation et la propagation de la corrosion. Des échantillons annulaires de mortier renforcé par une armature HA ont été fissurés. Les résultats ont montrés que quelque soit l’ouverture des fissures mécaniques, il y a une carbonatation des lèvres de la fissure et de l’interface acier-béton. Après exposition à des cycles d’humidification séchage, la corrosion se développe tout le long de l’armature mais avec une épaisseur plus importante en sous-face de l’armature ou la qualité de l’interface est moins bonne. Les résultats montrent que les fissures de corrosion induites par le développement de la couche de rouille prennent naissance à partir des micro-fissures dues à l’endommagement mécanique. Ce résultat est cohérent avec le développement des fissures de corrosion observées dans la partie sur l’initiation et la propagation de la corrosion en ambiance saline.Une autre partie de la thèse est consacrée à l’étude des propriétés mécaniques résiduelles de poutres en béton armé corrodées par 26 à 28 années de conservation majoritairement sous charge de flexion en ambiance saline.On s’intéresse d’abord au comportement en traction simple des aciers corrodés. La corrosion induite par les chlorures conduit à des piqûres de géométries très diverses qui rendent difficile l’évaluation de la section résiduelle d’acier. Cependant, il apparait que la contrainte effective de plasticité est peu affectée, la contrainte ultime est légèrement augmentée significative d’un écrouissage plus important après corrosion et surtout l’élongation à rupture est drastiquement réduite par la présence des piqures de corrosion.L’effet de la corrosion des armatures sur le comportement en flexion est ensuite étudié. La corrosion se traduit par un changement du mode de rupture, de l’écrasement du béton comprimé après une phase de plastification des aciers à la rupture fragile et brutale des armatures tendues après corrosion. La diminution de la capacité portante est proportionnelle à la perte de section d’acier dans les sections les plus sollicitées. La perte de ductilité ou diminution de la flèche à rupture des poutres en béton armé est très importante et pourrait remettre ne cause la sécurité dans le fonctionnement des éléments corrodés.L’effet de la corrosion sur la résistance à l’effort tranchant est ensuite étudié. Pour ce faire des éléments courts (poutres épaisses) sont testés en flexion simple. Les résultats montrent que la corrosion peut conduire à des changements de fonctionnement mécanique mais que la résistance vis-à-vis de l’effort tranchant est globalement peu affectée par la corrosion des armatures longitudinales ou des cadres d’effort tranchant. La complexité des phénomènes mis en jeu sur des éléments courts et l’importance des bielles de béton comprimées dans les effets d’arc peuvent expliquer ces résultats. Par ailleurs, la capacité d’ancrage des armatures droites corrodées apparait très largement supérieure à celle attendue compte tenu de la présence des fissures de corrosion et des prévisions issues de la littérature. Le confinement dû à l’appui et le fait que la corrosion naturelle n’affecte pas tout le périmètre des barres d’armatures peuvent expliquer ces résultats surprenantsThis thesis aims to study the reinforcement corrosion embedded in reinforced concrete structures on both initiation and propagation of corrosion and its long-term consequences on the service life of structures. Firstly, a long-term study on the conditions for the initiation and propagation of corrosion in saline environment is presented and the first results confirm the early initiation of corrosion, but shows that the influence of pre-cracks on the propagation of corrosion depends on their conditions of exposure and concrete cover thickness. A study was conducted in carbon dioxide condition with presence of cracks to examine its impact on the initiation and propagation of corrosion. The results showed that whatever the mechanical crack opening, the crack edge and the steel-concrete interface were carbonated. Carbonation of the steel-concrete interface is likely to be due to mechanical damage induced by loading and stress transfer from the steel to mortar when creating cracks. This damage is also caused by the presence of internal micro-cracks around the steel bar. Following exposure to wetting-drying cycles, corrosion develops throughout the reinforcement but with a greater thickness of rust layer on the underside of the reinforcement where the quality of the interface is weaker. The results showed that the corrosion cracking induced by the development of rust layer arises from internal micro-cracks due to mechanical damage. This result is consistent with the development of corrosion cracks observed previously in saline environment. Another part of the thesis is to study the residual mechanical properties of corroded reinforced concrete beams of 26-28 years exposed to a saline environment under bending load. The behavior of single tensile steel corroded extracted from these corroded beams is studied. It is very difficult to know the true stress of tensile steels corroded "naturally" in concrete contaminated by exposure to chlorides. Indeed, the corrosion induced by chlorides leads to create corrosion pits with various geometries that make it difficult to determine accurately the residual steel cross-section. However, it appears that the true yield stress is unaffected, the true ultimate stress is slightly increased by corrosion but the total elongation at failure is drastically reduced by the presence of pitting corrosion. The effect of reinforcement corrosion on flexural behavior is then studied. The corrosion resulted in a change in failure mode, from concrete crushing in compression after yielding of tensile steel to brittle failure of tension reinforcement. The decrease of the load bearing capacity is proportional to the loss of steel section in the mid-span section. The loss of ductility or decrease in deflection at failure of reinforced concrete beams is very important and could be the limiting factor for the service life of corroded RC structures. It appears that the change in ductility of corroded reinforced concrete beam is correlated with the change in ductility of the steel due to corrosion. The effect of corrosion on the shear behavior is then studied. To make this, the short-shear span beams (deep beams) were tested under three point bending until failure. The results showed that corrosion can lead to changes in mechanical behavior but load bearing capacity of deep beams is generally unaffected by corrosion of longitudinal reinforcement and stirrups. These results can be explained by a coupled behavior between arch action and beam action leading to change in load transfer mechanism and failure mode. In addition, the capacity of straight end anchorage of corroded reinforcement appears to be very much higher than expected despite the presence of corrosion cracks. Concrete confinement effect due to the end support reaction and the “natural” corrosion condition which do not lead to a homogeneous damage all around perimeter of re-bars may explain these surprising results
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Cruz, Julien Fortes Da. "Etude combinée de l'amortissement et des endommagements par fretting dans des contacts revétus ou non à l'ambiante et à chaud." Thesis, Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2014. http://www.theses.fr/2014ECAP0058/document.
Full textAbstract:
La prédiction de l’amortissement des structures complexes se heurte actuellement à un certain nombre de difficultés. L'utilisation de matériaux métalliques dans les assemblages aéronautiques ne permet pas d'exploiter les faibles capacités d'amortissement interne des pièces de structure. Le potentiel d'amortissement de ces assemblages se trouve donc dans les interfaces de contact au niveau des liaisons fixes (vissées, rivetées) ou mobiles (rotules, pivots). La conception de jonctions fixes amortissantes demande de favoriser les micro-glissements, ce qui entraine l'apparition d'endommagements par fretting. Pour tenter de résoudre les problèmes de durée de vie liés au fretting, les traitements et revêtements de surface prennent de plus en plus d'importance. Ces travaux de thèse mettent en place des moyens expérimentaux (développement d’un banc haute température) et des méthodologies d'essais permettant de sélectionner des solutions palliatives au fretting avec un objectif de dissipation d'énergie maximale. L’approche énergétique mise en place permet de distinguer les différents régimes de glissement et d’identifier les configurations les plus favorables pour l’amortissement. Deux cas d'application (un à l'ambiante, un à 600°C) ont servi de base expérimentale, mettant en jeux différents alliages métalliques (aciers inoxydables 17.4-PH et XD15NW, Ti6Al4V, Inconel 718) protégés par des revêtements DLC, ou de l'implantation ionique de WS2 avec et sans traitement de sous-couche (CrN et CrC)Predicting the damping behavior of complex mechanical assemblies faces many technical and scientific challenges. The internal damping of metallic materials is insufficient for aeronautical applications. The energy dissipation potential is located at the contacting surfaces of fixed (bolted, riveted) or mobile joints (pivot, ball-joint). Ensuring micro-slip is required to design dampening fixed joints, but it promotes fretting damage. Coatings and surface treatments are extensively used in order to tackle the ensuing durability issues. This work presents experimental means (newly designed high temperature test rig) and test methods for fretting palliatives selection with a maximum dissipated energy criterion. Energy based approaches enable the distinction between different sliding regimes and the identification of the most favorable ones. The experimental study was based on two industrial cases (at ambient temperature and 600°C) involving various metallic alloys (17.4-PH and XD15NW stainless steels, TI6Al4V and Inconel 718) protected with DLCs or WS2 ionic implantation (on raw substrate or CrC/CrN underlay)
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Guillot, Ivan. "Oxydation et phénomènes de frottement à chaud sur les aciers inoxydables ferritiques : influence des éléments mineurs (Ti, Nb, Mo)." Compiègne, 1990. http://www.theses.fr/1990COMPD245.
Full textAbstract:
Le mécanisme de dégradation des cylindres de laminoirs qui conduit à la formation de défauts de type incrustations d'oxydes sur les bandes d'aciers inoxydables ferritiques laminées à chaud a dans un premier temps été défini. Cette dégradation procède par abrasion locale du cylindre puis par adhésion de l'acier inoxydable sur celui-ci lorsqu'un contact métal-métal se produit. Des essais de simulation, à l'aide d'une machine de frottement à chaud, ont permis d'étudier et de préciser ces mécanismes et de mieux comprendre les interactions entre les produits chauds et les outils, le rôle des oxydes présents dans le contact a en particulier été abordé. Pour mener à bien cette étude, la nature et la structure des oxydes susceptibles de se former sur les matériaux antagonistes ont été déterminés sur des échantillons oxydés au laboratoire. L'adhérence de ces couches d'oxydes a de plus été mesurée à l'aide d'une micro-machine de traction. La connaissance de l'ensemble des éléments présents au niveau du contact a permis l'interprétation des tests de frottement à chaud. Nous avons montré que les oxydes formés sur les aciers inoxydables ont des compositions voisines pour des temps d'oxydation aussi courts (inférieurs à deux minutes) et l'adhérence des couches d'oxydes devient un facteur primordial. Ainsi, les aciers comportant des couches d'oxydes peu adhérentes ont des comportements au frottement supérieur à ceux dont les oxydes ne se décollent pas. La présence d'oxyde au niveau du contact permet la formation d'un troisième corps dont dépend le frottement. En fait, indépendamment de la provenance des oxydes, produit chaud, outil. . . C'est surtout leur nature et leur structure qui sont déterminantes. Les oxydes de fer de structure cubique, wustite et magnétite, de faible dureté, favorisent le frottement. A l'inverse, les oxydes durs, de structure rhomboédrique comme l'hématite ou la chromite se comportent comme des matériaux abrasifs.
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Lenoble, Olivier. "Propriétés structurales et électrochimiques de revêtements fer-silicium-carbone." Nancy 1, 1993. http://www.theses.fr/1993NAN10410.
Full textAbstract:
Des revêtements fer-silicium-carbone ont été réalisés par deux techniques différentes (projection d'alliages fondus et pulvérisation cathodique), sur des substrats de fer, fonte et verre et pour des teneurs variables en silicium et carbone. L'analyse structurale par diffraction de rayons X (en mode thêta/2 thêta et en incidence rasante) et par réflectométrie et l'emploi de fentes de Sollers ont conduit à une caractérisation détaillée et précise des revêtements (épaisseur texture, présence des différentes phases). L'étude des propriétés électrochimiques reposant sur la mesure du potentiel de corrosion et la résistance à la polarisation et sur la détermination de courbes de polarisation complètes a permis de se faire une représentation de l'ensemble des processus électrochimiques. Les résultats obtenus conduisent à une meilleure compréhension de l'influence du substrat et de celle de la composition et de l'épaisseur des revêtements considérés, sur leurs propriétés structurales et électrochimiques qui, dans certains cas, s'avèrent être très différentes des propriétés du matériau massif