Academic literature on the topic 'Oxydation d'un alliage'

Nous présentons l'étude de l'influence d'une déformation mécanique uniaxiale sur les premiers stades de l'oxydation d'un alliage Ni80-Cr20 polycristallin, à des températures comprises entre 550 et 830°C, sous quelques 10⁴ Pa d'oxygène. Les échantillons sont recuits et nettoyés par bombardement ionique au sein d'une enceinte à ultravide, déformés in situ à la température ambiante grâce à une micromachine de traction. Après oxydation suivie en continu par spectrométrie d'électrons Auger, ces échantillons sont transférés dans un autre appareil pour préciser la distribution de l'oxyde formé (analyse par microsonde à électrons Auger, profils de composition en et sous la surface). Aux températures de 550, 650 et 750°C, nous montrons que les défauts induits par une déformation mécanique accélèrent la formation d'oxyde de chrome à la surface de l'alliage. Cet oxyde est le seul qui apparait dans nos conditions expérimentales sous forme d'une pellicule compacte superficielle, après une période d'incubation plus ou moins longue. À des degrés variables, les analyses ponctuelles d'échantillons après oxydation révèlent que la croissance de l'oxyde s'effectue de façon hétérogène et qu'elle nécessite des relations d'orientation particulières avec le substrat. Par ailleurs, elles mettent en évidence l'incorporation d'oxygène à des concentrations supérieures à la solubilité limité à coté de plages ou l'oxyde de chrome s'est développé. Grâce à des calculs théoriques associés à des modélisations des premières monocouches de l'alliage, nous rendons compte de façon simple de ces phénomènes. À 830°C, cet oxyde ne se forme pas du fait de l'élimination par restauration thermique des défauts superficiels et l'incorporation d'oxygène est très dépendante de la déformation mécanique

Détermination des propriétés de transport de la couche d'alumine au moyen d'une méthode électrochimique sur l'étude des courbes caractéristiques V-I obtenues pour différentes pressions partielles d'oxygène. Développement théorique d'un formalisme reliant les courbes caractéristiques aux propriétés de conductivité des couches d'alumine, application à l'oxydation d'un alliage NiAl à 1100°C dans l'oxygène pur et l'air synthétique.

La prévision de la durée de vie des composants des centrales REP, en particulier les générateurs de vapeur, est cruciale. De nombreux travaux ont été menés pour comprendre les mécanismes de détérioration des composants par corrosion sous contrainte. Ces mécanismes restent mal connus. La couche d'oxyde doit jouer un rôle prépondérant. Une méthodologie, associant les techniques ToF-SIMS in situ et XPS, a été développée pour déterminer les cinétiques d'oxydation et comprendre les mécanismes de croissance des couches d'oxyde. La cinétique, la composition et la stratification des couches d'oxyde formées dans l'eau à haute température sur l'alliage 600 ont été comparées à des couches d'oxyde modèles formées in situ dans les bâtis XPS et ToF-SIMS en milieu gazeux à 300°C sous faible pression d'oxygène. On montre ainsi que l'oxydation en milieu gazeux à 300°C est un bon modèle pour simuler l'oxydation en milieu primaire. Une méthodologie originale a ensuite été mise au point à l'aide du ToF-SIMS pour déterminer les mécanismes de transport des espèces. Des échantillons préalablement oxydés en phase gazeuse ou dans l'eau à haute température ont été, dans une deuxième étape, réoxydés in situ dans le bâti ToF-SIMS à la même température, sous basse pression d'oxygène isotopique 18. Il apparait que la croissance de l'oxyde est localisée à l'interface métal/oxyde du fait de la diffusion des anions O2-, des phénomènes d'échange isotopique se produisant simultanément à l'oxydation. Le coefficient de diffusion de l'oxygène a pu être déterminé à l'aide d'un modèle approprié développé au cours de ce travail
The lifetime prediction of pressurized water reactor (PWR) components, especially the steam generators (SG), is of high interest. Several works have been dedicated to the understanding of the stress corrosion cracking (SCC) mechanisms. However these mechanisms are still relatively poorly understood. The oxide layer should play an important role. A methodology, combining in situ ToF-SIMS and XPS techniques, has been developed to determine the oxidation kinetics and to understand the oxide layer growth mechanisms. Kinetics, composition and stratification of the oxide layers, formed in high temperature water on Alloy 600, were compared to model oxide layers formed in situ at 300°C under a low oxygen pressure. It shows that thermal oxidation under low oxygen pressure is a suitable model to simulate the oxidation in high temperature water. Finally, an original methodology based on ToF-SIMS has been developed to determine the transport mechanisms governing the oxide growth. Samples previously oxidized under a low oxygen pressure or in high temperature water, are, in a second step, re-oxidized in situ in the ToF-SIMS chamber at the same temperature under low oxygen isotope 18 pressure. It appears that the oxide growth is located at the metal/oxide interface due to the diffusion of O2- anions, isotopic exchange phenomena occuring simultaneously with oxidation. The oxygen diffusion coefficient was determined using an appropriate model developed in this work

Ce travail concerne l'étude de l'influence des contraintes préalables, ainsi que l'effet du carbone et du soufre sur la résistance l'oxydation d'un alliage Ni76Cr16 Fe8 (Inconel 600), utilisé pour la fabrication des tubes de générateur de vapeur des centrales nucléaires, type PWR. Nous nous sommes aussi penchés sur le problème de la création de contraintes dans l'oxyde au cours de l'oxydation. Les deux nuances utilisées (industrielle et synthétique) ont toutes subi un traitement thermique (d'homogénéisation et de désensibilisation à la corrosion intergranulaire), puis soit un traitement de sulfuration, soit une déformation par traction. L'oxydation a été suivie à 650°C et 740°C, sous argon ou oxygène, par thermogravimétrie. D'autres techniques, comme la diffusion de radiotraceurs, la déflexion et le fluage, ont été utilisées. Les études analytiques ont été réalisées par MEB- EDAX, microsonde diffraction de rayons -X, spectroscopie de photoélectrons (XPS) et par l'étude de la structure fine au seuil d'absorption du Cr (EXAFS). Les résultats montrent le rôle des carbures, plus nombreux dans le substrat de l'alliage industriel, qui favorisent la germination et la croissance de Cr203. La complexité des mécanismes d'oxydation est mise en évidence par les différentes lois de cinétique observées, ainsi que par la dépendance de la croissance des couches externes avec la croissance de Cr203. L'étude de la déflexion a montré l'influence du carbone sur la relaxation des contraintes créées au cours de l'oxydation. De plus, son rôle sur le fluage a pu être dégagé. L'effet du soufre consiste à augmenter le nombre de lacunes de chrome dans la couche d'oxyde et ainsi accélérer la cinétique d'oxydation. L'effet du soufre lors du fluage a aussi été étudié. La prédéformation du substrat provoque l'accélération de la diffusion, du moins dans un premier temps, et augmente la résistance au fluage tout en diminuant la durée de vie.

Étude de l'oxydation et de la corrosion par le sulfate de sodium à hautes températures des principales phases constitutives d'un alliage nicocralyta élaboré par projection au chalumeau plasma sous pression réduite. Caractérisation chimique et cristallographique des phases /, , , , M#5Y et (NiCoCr)#3Al#0#,#4Ta#0#,#6. Étude de l'influence du Ta et de Y sur le comportement du revêtement

Dans cette étude, nous évaluons la résistance à la fatigue thermique du Superwaspaloy et modélisons son endommagement sous de telles sollicitations afin de fournir au partenaire industriel (SEP) des “outils” permettant d'évaluer la durée de vie des aubes des turbopompes du moteur VULCAIN. L'endommagement du Superwaspaloy est d'abord étudié en considérant un élément de volume critique soumis à différents chargements mécanothermiques. L'endurance du matériau est discutée en rendant compte de l'influence de divers paramètres : type de sollicitation, température d'essai, fréquence de sollicitation, environnement. A partir des observations micrographiques, nous identifions les mécanismes d'endommagement et expliquons leur dépendance des paramètres de sollicitation. La comparaison des résultats de fatigue oligocyclique isotherme et anisotherme nous permet de mieux comprendre les mécanismes mis en jeu en fatigue anisotherme et de dégager quelques tendances pour modéliser la durée de vie. Le Superwaspaloy est ensuite étudié en fatigue thermique sur un banc de fatigue thermique de conception originale. Nous exposons les résultats obtenus pour deux géométries d'éprouvette en insistant sur les mécanismes d'amorçage et de propagation des fissures. Sur la base d'observations métallographiques, nous proposons une description de l'endommagement du matériau dans le cas de sollicitations thermiques cycliques. Enfin, nous exposons la modélisation de l'endommagement du Superwaspaloy en fatigue thermique. Nous proposons deux modèles basés sur la mécanique de l'endommagement pour décrire la durée de vie des éprouvettes de fatigue thermique. Le premier repose sur la théorie de la variable interne du dommage au sens de Chaboche, et évalue la ruine des éprouvettes en considéra nt le cumul des dommages de fatigue et de fluage. Le second décrit l'avancée d'une fissure par la ruine d'un élément microstructural sous l'interaction des dommages de fatigue, de fluage et d'oxydation. Ces deux modèles sont identifiés et testés à l'aide des résultats obtenus en fatigue oligocyclique isotherme et anisotherme. Finalement, ils sont appliqués aux structures de fatigue thermique pour vérifier leur aptitude à évaluer l'endommagement du matériau.

L'objet de ce travail était l'étude de l'oxydation d'un alliage aluminium-5% magnésium à l'état liquide sous oxygène, par analyse thermogravimétrique, en s'appuyant sur celle du magnésium à l'état solide. Dans la plupart des cas, la vitesse absolue d'une réaction est proportionnelle au produit de la réactivité de croissance et de la fonction d'espace caractérisant les dimensions des zones réactionnelles mises en jeu dans le mécanisme de croissance. Nous avons vérifié que c'est le cas de la réaction étudiée ici c'est-à-dire la formation de l'oxyde de magnésium. Les mécanismes de formation de la magnésie dépendent de la pression partielle d'oxygène fixée dans l'enceinte réactionnelle, l'allure des courbes cinétiques ainsi que les morphologies des oxydes formés étant très différentes selon la pression d'oxygène. Sous de faibles pressions partielles, la réaction a lieu en phase gaz après évaporation du magnésium. Dans le cas de l'alliage, un mécanisme de formation de l'oxyde en phase gaz a été proposé. Ce modèle permet de rendre compte de l'influence de la pression partielle sur la vitesse de formation par unité de surface d'évaporation de la magnésie. Dans le domaine de fortes pressions d'oxygène et pour le magnésium solide, une modélisation physico-chimique décrivant les mécanismes de croissance de la magnésie et prévoyant l'évolution au cours du temps de la fonction d'espace a été proposée et validée par confrontation aux résultats expérimentaux. Dans le cas de l'alliage, les courbes cinétiques obtenues dans des conditions isothermes et isobares se sont révélées non reproductibles. Une méthodologie d'étude, basée sur l'utilisation de la méthode des décrochements, a rendu possible la modélisation de la croissance de l'oxyde. En effet, cette méthode a permis de déterminer l'origine de la non reproductibilité des courbes cinétiques, à savoir l'évolution aléatoire de la fonction d'espace, et d'obtenir les variations de la réactivité de croissance avec la pression d'oxygène. En nous appuyant sur la modélisation proposée pour le magnésium, nous avons proposé un modèle physico-chimique décrivant les mécanismes de croissance de l'oxyde et rendant compte de l'influence de la pression d'oxygène

@L'objet de ce travail était l'étude de l'oxydation d'un alliage aluminium-5% magnésium à l'état liquide sous oxygène, par analyse thermogravimétrique, en s'appuyant sur celle du magnésium à l'état solide. Dans la plupart des cas, la vitesse absolue d'une réaction est proportionnelle au produit de la réactivité de croissance et de la fonction d'espace caractérisant les dimensions des zones réactionnelles mises en jeu dans le mécanisme de croissance. Nous avons vérifié que c'est le cas de la réaction étudiée ici c'est-à-dire la formation de l'oxyde de magnésium. Les mécanismes de formation de la magnésie dépendent de la pression partielle d'oxygène fixée dans l'enceinte réactionnelle, l'allure des courbes cinétiques ainsi que les morphologies des oxydes formés étant très différentes selon la pression d'oxygène. Sous de faibles pressions partielles, la réaction a lieu en phase gaz après évaporation du magnésium. Dans le cas de l'alliage, un mécanisme de formation de l'oxyde en phase gaz a été proposé. Ce modèle permet de rendre compte de l'influence de la pression partielle sur la vitesse de formation par unité de surface d'évaporation de la magnésie. Dans le domaine de fortes pressions d'oxygène et pour le magnésium solide, une modélisation physico-chimique décrivant les mécanismes de croissance de la magnésie et prévoyant l'évolution au cours du temps de la fonction d'espace a été proposée et validée par confrontation aux résultats expérimentaux. Dans le cas de l'alliage, les courbes cinétiques obtenues dans des conditions isothermes et isobares se sont révélées non reproductibles. Une méthodologie d'étude, basée sur l'utilisation de la méthode des décrochements, a rendu possible la modélisation de la croissance de l'oxyde. En effet, cette méthode a permis de déterminer l'origine de la non reproductibilité des courbes cinétiques, à savoir l'évolution aléatoire de la fonction d'espace, et d'obtenir les variations de la réactivité de croissance avec la pression d'oxygène. En nous appuyant sur la modélisation proposée pour le magnésium, nous avons proposé un modèle physico-chimique décrivant les mécanismes de croissance de l'oxyde et rendant compte de l'influence de la pression d'oxygène.