Download or read book tude des m canismes de formation et d caillage des couches d oxydes form es apr s oxydation de l alliage T91 en milieu vapeur d eau 550 C written by Marie-Christine Demizieux and published by . This book was released on 2015 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Du fait de leurs bonnes propriétés physiques et thermiques et de leur faible coût, les aciers ferrito-martensitiques à 9%Cr sont envisagés comme matériaux de circuits et comme tubes des échangeurs et des générateurs de vapeur pour le prototype de Réacteur Rapide au sodium (RNR-Na) ASTRID. Plusieurs mécanismes existent dans la littérature pour expliquer la formation de la couche d'oxyde duplexe spinelle Fe-Cr/magnétite formée lors de l'oxydation des aciers Fe-9Cr dans différents environnements. Par ailleurs, un endommagement partiel ou total de la couche d'oxyde apparait systématiquement en environnement eau ou vapeur d'eau. Aussi, afin d'apporter des éléments pour une évaluation robuste de ces alliages sur de longues durées, ce travail a eu pour but d'une part d'étudier les cinétiques d'oxydation et d'autre part de comprendre l'ensemble des mécanismes conduisant à l'écaillage de la couche d'oxyde. La première partie de l'étude a consisté à mener des essais d'oxydation à 550°C en milieu vapeur d'eau pure et sous Ar/D2O/H2, avec différentes teneurs en hydrogène et vapeur d'eau. Une simulation, basée sur une résolution analytique, a permis de montrer que le modèle de l'espace disponible proposé dans la littérature pour la croissance de la couche duplexe permet de représenter quantitativement les résultats expérimentaux (cinétique, stœchiométrie, proportion des phases). Le deuxième volet de cette étude a été consacré à l'étude de l'endommagement de la couche d'oxyde lors de sa croissance en milieu vapeur d'eau pure. La rupture de la couche d'oxyde par cloquage puis écaillage a systématiquement lieu au sein de la couche de magnétite. Les pores observés au sein de cette couche apparaissent être des sites d'initiation du phénomène de décohésion. Un modèle en cohérence avec le modèle cinétique a été proposé pour anticiper le lieu de formation des pores. Il repose sur le calcul du flux de fer au sein de la couche d'oxyde en croissance. Il permet d'expliquer quantitativement le lieu de formation des pores par l'accumulation de lacunes de fer au sein de la couche de magnétite dans une zone de plus fort gradient de potentiel chimique. Pour évaluer les contraintes présentes au sein de la couche d'oxyde et impliquées dans l'endommagement de celle-ci, des essais de déflexion d'une lame mince asymétrique ont été réalisés sous différents environnements oxydants à 550°C. Les essais réalisés en milieu humide sous Ar/H2O/(H2) et sous CO2 ont mis en évidence la présence de contraintes de croissance en compression de l'ordre de -150 MPa au sein de la couche d'oxyde lors de l'isotherme. Par ailleurs, la présence d'hydrogène dans le milieu oxydant apparait favoriser la fragilisation de la couche d'oxyde. Une approche numérique a été développée pour simuler les essais de déflexion, en prenant en compte les phénomènes de relaxation par fluage et le caractère multi-strates de la couche d'oxyde. Les principales formes de relaxation des contraintes, viscoplasticité de la couche, signes d'endommagement macroscopique (fissurations), ont ainsi été quantifiées.

Download or read book Etude de l Influence de la vapeur d eau sur l oxydation haute temp rature d un alliage chromino formeur base de nickel written by Raphaël Rolland and published by . This book was released on 2012 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail s'inscrit dans un cadre de recherche qui a pour objectif essentiel l'étude de l'influence de la vapeur d'eau sur l'oxydation à haute température d'un alliage formeur de Cr2O3 à base de nickel. L'alliage étudié pour cette étude est le SY 625. L'originalité de cette étude repose sur l'utilisation d'un montage expérimental, mis en oeuvre au laboratoire. Ce montage appelé « montage vapeur d'eau » permet de réaliser l'oxydation du SY 625 à haute température (900-1100°C) en présence de vapeur d'eau (7,5 et 33% de vapeur d'eau) avec différents gaz vecteurs (oxygène, air, argon et azote) en conditions isotherme ou cyclique. Les résultats cinétiques obtenus sous air, ne montrent pas de différences notables que l'oxydation soit réalisée en conditions sèche ou humide (quelque soit le taux de vapeur d'eau). Les résultats n'ont pas montré de breakaway pour les durées d'oxydation allant jusqu'à 48 heures. Ceci est attribué au fait qu'il n'y a pas formation d'oxydes de fer sachant que l'alliage contient seulement 0,23% en masse de fer. Les résultats de DRX montrent la formation des mêmes phases quel-que-soit le gaz vecteur utilisé (en atmosphère sèche ou humide). A 900 et 1000°C, l'oxyde Cr2O3 est détecté ainsi que deux composés intermétalliques : Ni3Mo et NbNi4. En revanche à 1100°C, l'oxyde Cr2O3 est toujours présent mais les composés intermétalliques sont oxydés pour donner un oxyde mixte CrNbO4. L'oxydation du molybdène au dessus de 1000°C conduit à la formation de MoO3 qui est un oxyde volatil. Les analyses morphologiques, ont montré la présence de couches de chromine plus plastiques avec une porosité répartie sur toute l'épaisseur de la couche pour les essais réalisés en présence de vapeur d'eau. Les couches d'oxyde sont alors plus adhérentes. Ceci a été confirmé par des essais d'oxydation en conditions cycliques, qui ont montré notamment à 1100°C, une meilleure tenue mécanique de la couche d'oxyde en présence de vapeur d'eau. Les tests d'oxydation en présence d'un marquage à l'or a aussi permis de mettre en évidence un mécanisme d'oxydation mixte pour les oxydations réalisées en atmosphères riche en oxygène que l'on soit sous atmosphère sèche ou humide. En revanche, le marquage à l'or a montré la présence d'un mécanisme d'oxydation interne pour les atmosphères pauvres en oxygène, avec des couches d'oxydes présentant une adhérence parfaite. Le fait d'ajouter de la vapeur d'eau à ces atmosphères pauvres en oxygène, entraine la réapparition d'un mécanisme de diffusion mixte.

Download or read book OXYDATION D ALLIAGES FE CR AL INFLUENCE DE QUELQUES FACTEURS SUR LA STRUCTURE ET LA MORPHOLOGIE DES COUCHES FORMEES written by MOHAMED.. BOUALAM and published by . This book was released on 1992 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LE BUT DE CE TRAVAIL EST L'ETUDE DE L'INFLUENCE DE QUELQUES FACTEURS SUR LA MORPHOLOGIE ET LA STRUCTURE DES COUCHES D'OXYDES OBTENUES A HAUTE TEMPERATURE SUR DES ALLIAGES FE-CR-AL, AINSI QUE SUR LEUR CINETIQUE DE CROISSANCE. NOUS AVONS PRIS EN COMPTE UN MAXIMUM DE FACTEURS D'INFLUENCE: L'ETAT PHYSICO-CHIMIQUE ET GEOMETRIQUE DE LA SURFACE, LA COMPOSITION DE L'ALLIAGE, LE TEMPS, LA TEMPERATURE ET L'ATMOSPHERE D'OXYDATION. IL A ETE CONSTATE QU'UNE COUCHE D'ALUMINE SOUS FORME DE WHISKERS EST OBTENUE AISEMENT SUR DES ALLIAGES SOUS FORME FEUILLARDS A 5% D'ALUMINIUM (GILPHAL 135 CE) LORSQUE L'OXYDATION A LIEU A 900C PENDANT 24 HEURES DANS L'AIR AMBIANT. CETTE COUCHE A ETE IDENTIFIEE COMME ETANT DE L'ALUMINE DE TRANSITION (THETA); L'EVOLUTION DE CE TYPE D'OXYDE VERS L'ALUMINE ALPHA EN FONCTION DES CONDITIONS D'OXYDATION INDUIT LA TRANSFORMATION DES WHISKERS EN PETITS CRISTAUX. AINSI IL EXISTE UNE ETROITE RELATION ENTRE LA STRUCTURE ET LA MORPHOLOGIE DES COUCHES. PAR AILLEURS, NOUS AVONS CONSTATE QUE LA TRANSITION S'OPERE POUR DES DUREES D'AUTANT PLUS COURTES QUE LA TEMPERATURE EST ELEVEE: AU-DELA DE 24 HEURES A 900C, MOINS D'UNE HEURE A 1000C. LA CROISSANCE DES WHISKERS EST LIEE A LA PRESENCE D'UNE FINE COUCHE D'ALUMINE DE TRANSITION PREEXISTANTE SUR L'ALLIAGE ET QUI RESULTE DE L'OPERATION DE RECUIT REALISEE AU COURS DE L'ELABORATION. LA VAPEUR D'EAU DANS L'ATMOSPHERE, A 900C, ACCELERE L'OXYDATION MAIS A FORTE TENEUR, FAVORISE LA TRANSFORMATION THETAALPHA. SUR LES ALLIAGES A 2% D'ALUMINIUM, LA VAPEUR D'EAU ENTRAINE LA FORMATION D'OXYDE DE FER SUR LES BORDS DES ECHANTILLONS ET DONC UNE CORROSION CATASTROPHIQUE DE CE TYPE D'ALLIAGES SE PRODUIT

Download or read book M canismes de formation et de destruction de la couche d oxyde sur un alliage chrominoformeur en milieu HTR written by Fabien Rouillard and published by . This book was released on 2007 with total page 275 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Pour une application en tant qu’échangeur thermique du Réacteur à Haute Température, la réactivité de surface d’un superalliage à base nickel, le Haynes 230® a été examinée à des températures comprises entre 850 et 1000°C. On s’est attaché à caractériser l’influence de différents paramètres tels que concentrations en impuretés du gaz, caractéristiques de l’alliage (activités en Cr et en C, teneurs en éléments mineurs) et température d’exposition. Deux principaux comportements ont pu être mis en évidence : la formation d’une couche d’oxyde riche en Cr et Mn à 900°C et sa réduction à plus hautes températures. A 900°C, la vapeur d’eau est l’oxydant principal. A partir d’une température critique TA, le carbone en solution dans l’alliage réduit l’oxyde de chrome. Un modèle de destruction de la couche basé sur les grandeurs thermodynamiques interfaciales de l’alliage, la morphologie de la couche et la pression partielle en monoxyde de carbone dans l’hélium est proposé puis validé.

Download or read book ANALYSE DE COUCHES D OXYDE FORMEES A LA SURFACE D ALLIAGES A BASE DE NICKEL ET DE FER DANS LES CONDITIONS DU CIRCUIT PRIMAIRE D UNE CENTRALE NUCLEAIRE A EAU SOUS PRESSION written by HERVE.. JOUBERT and published by . This book was released on 1997 with total page 196 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: NOTRE ETUDE S'INSCRIT DANS LE CADRE DE LA REDUCTION DE LA CONTAMINATION RADIOACTIVE DU PERSONNEL TRAVAILLANT LORS DE CERTAINES OPERATIONS DE MAINTENANCE DES CENTRALES NUCLEAIRES A EAU SOUS PRESSION. IL EST POSSIBLE DE DIMINUER UNE PART DE CETTE CONTAMINATION EN OXYDANT LES TUBES DE GENERATEUR DE VAPEUR COTE PRIMAIRE AVANT LEUR MISE EN SERVICE. LA PREOXYDATION EST SATISFAISANTE SI ELLE CONDUIT A UNE COUCHE D'OXYDE QUI LIMITE LE RELACHEMENT DE METAL DANS LE MILIEU PRIMAIRE ET D'AUTRE PART L'INCORPORATION DE PRODUITS DE CORROSION ACTIVES. A L'AIDE DE TECHNIQUES PHYSIQUES DE CARACTERISATION, NOUS AVONS ETUDIE LES COUCHES D'OXYDE SE FORMANT SUR ALLIAGES 690, 600 ET 800 A LA SUITE DE QUATRE PREOXYDATIONS (LIOH 150 HEURES, LIOH 300 HEURES, LIOH + B ET VAPEUR) ET D'UNE EXPOSITION EN AUTOCLAVE SIMULANT LE MILIEU PRIMAIRE. NOTRE OBJECTIF CONSISTAIT -I) A AMELIORER LA CONNAISSANCE DES FILMS D'OXYDE FORMES DANS DE TELLES CONDITIONS, -II) A DEFINIR LEQUEL DES TROIS ALLIAGES ET LE PLUS INTERESSANT, ET -III) A DETERMINER SI L'UNE DES PREOXYDATIONS TESTEES EST SUSCEPTIBLE DE DIMINUER L'INCORPORATION ET LE RELACHEMENT. LES OBSERVATIONS PAR MICROSCOPIE A FORCE ATOMIQUE (AFM) ONT MONTRE QUE LES TRAITEMENTS CONDUISENT A UNE MICRORUGOSITE PLUS IMPORTANTE SUR L'ALLIAGE A BASE DE FER QUE SUR LES ALLIAGES A BASE DE NICKEL. LA COMPLEMENTARITE DES ANALYSES TEM, XPS, FTIR, XRD, MOSSBAUER PERMET DE CONCLURE A LA PRESENCE DES PHASES SPINELLE NIFECRO#4, NIFE#2O#4 ET FE#3O#4, DES OXYDES DE CHROME CR#3O#4 ET CR#2O#3 ET DE NIO. LES DONNEES MORPHOLOGIQUES (TEM ET AFM) AINSI QUE LES PROFILS D'ETAT D'OXYDATION XPS INDIQUENT L'APPARITION DE GRAINS DE FERRITE DE NICKEL SUR LES ALLIAGES 690 ET 600 LORS DE L'EXPOSITION AU MILIEU DE TYPE PRIMAIRE. LES CRITERES D'EPAISSEUR, D'HOMOGENEITE, DE COMPOSITION ET DE RUGOSITE MONTRENT L'INTERET -I) DE PREOXYDER LES TUBES DE GENERATEUR DE VAPEUR EN MILIEU AQUEUX ET -II) D'UTILISER LES ALLIAGES A BASE DE NICKEL PLUTOT QU'UN ALLIAGE A BASE DE FER.

Download or read book Etude des m canismes d oxydation des alliages FeCrAl et de l acierAISI 316L haute temp rature 700 1300 C written by Samira El Messki and published by . This book was released on 2007 with total page 194 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail a permis de mettre en évidence le rôle des éléments actifs tels que le lanthane, le zirconium et le magnésium lors de l'oxydation à haute température des alliages FeCrAl. Le rôle du molybdène a été étudié lors de l'oxydation de l'acier AISI 316L. Le lanthane, présent dans la composition initiale d'un alliage, a des effets particulièrement bénéfiques sur l'oxydation jusqu'à 1300°C. Sa localisation permet de penser que son action peut être décrite dans le cadre du modèle de ségrégation dynamique en bloquant la diffusion cationique aux joints de grains. L'effet du magnésium ne peut pas s'apparenter au phénomène de ségrégation dynamique car il diffuse trop rapidement en direction de la surface externe de la couche d'alumine pour former le spinelle MgAl2O4. Cet oxyde induit la formation de porosité en surface, ce qui peut être recherché dans le cas d'implants chirurgicaux demandant une colonisation par le tissus osseux adjacent. Le zirconium bloque en partie la diffusion de l'aluminium au début de l'oxydation ce qui conduit à une couche d'oxyde plus riche en chrome et des vitesses d'oxydation plus grandes. Par contre la présence de zircone favorise la formation des plots d'ancrage qui favorisent l'adhérence de la couche d'oxyde sur le métal. Dans le cas de l'acier AISI 316L, le molybdène précipite aux joints de grains du métal ainsi qu'à l'interface interne de la couche d'oxyde pour former un oxyde mixte NiMoO4 et bloquer la diffusion externe du fer. Il améliore l'adhérence de la couche aux températures les plus élevées en favorisant la formation des plots d'ancrage par oxydation interne de l'acier. En corrosion aqueuse, les échantillons de FeCrAl ou de AISI 316L pré-oxydés montrent le meilleur comportement avec le polissage le plus fin. Une pré-oxydation à 1100°C pour le FeCrAl et à 800°C pour le AISI 316L sont les températures les mieux adaptées à la constitution d'une couche d'oxyde protectrice contre la corrosion par piqûre

Download or read book Oxydation haute temp rature d alliages mod les Ni 25Cr Influence des l ments mineurs Mn et Si sur les m canismes de croissance des oxydes protecteurs written by Thomas Perez and published by . This book was released on 2019 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les alliages réfractaires à base de nickel et de chrome sont parmi les plus utilisés à haute température en atmosphère oxydante sur le domaine de température de 700 à 1100°C. Ils sont généralement capables de développer des couches à base de chromine dont la vitesse de croissance est suffisamment lente pour limiter cinétiquement la dégradation des pièces. L'addition d'éléments d'alliage peut modifier considérablement leur comportement en oxydation et/ou leurs propriétés mécaniques. Si des relations entre la composition, la microstructure et la cinétique d'oxydation sont aujourd'hui connues, l'évaluation du comportement en oxydation des nouvelles nuances industrielles demeure systématique car le rôle des différentes additions et leur synergie éventuelle sont mal compris. Aussi, cette thèse vise à affiner la compréhension des relations existant entre la composition chimique et la réactivité chimique des matériaux métalliques en milieu oxydant dans le but de contribuer au design d'alliages aux propriétés en oxydation optimisées. Pour cela, ce travail repose sur l'étude du comportement d'alliages modèles, simplifiés par rapport à ceux proposés aujourd'hui par l'industrie. Ils sont traités en atmosphères oxydantes, puis caractérisés à l'aide des techniques actuellement disponibles (EBSD, SEM-FIB, MET-HR) de façon à évaluer les mécanismes d'oxydation et le rôle des éléments manganèse et silicium présents dans ces alliages en quantités mineures (~ 1% massique). Les premiers stades de l'oxydation des alliages modèles au manganèse ont été suivi in-situ en MEB environnemental (Collaboration ICSN de Marcoule) et ont permis d'observer que le spinelle Mn1+xCr2-xO4 est l'oxyde se formant le plus tôt à 1050°C quelle que soit la teneur en Mn dans l'alliage. Ces ajouts à un alliage de référence Ni-25Cr (% massique) conduisent d'une part à une augmentation de la vitesse d'oxydation et d'autre part à une diminution de la vitesse de volatilisation de l'oxyde de chrome suite à la formation d'une couche continue de spinelle à l'interface oxyde/gaz. A l'opposé, l'ajout de silicium diminue d'un facteur cinq la constante parabolique d'oxydation, suite à la formation de silice aux joints de grains de la couche de chromine. L'ajout à la fois de manganèse et de silicium conduit à des vitesses d'oxydation, en condition isotherme, similaires à celle de l'alliage de référence. Par contre, la durée de vie de tels alliages est considérablement augmentée en condition cyclique d'utilisation. La connaissance du sens de croissance des couches d'oxyde et de leur type de semi-conductivité, par le biais de mesures photo-électrochimiques réalisées en collaboration avec le laboratoire SIMaP de Grenoble, a permis d'identifier les défauts ponctuels majoritaires au sein des couches d'oxyde étudiées. Les mécanismes diffusionnels à l'œuvre lors de la croissance des oxydes ont ainsi pu être caractérisés.

Download or read book Etude des m canismes d oxydation des alliages FeCrAl haute temp rature 1100 C written by Cong Tung Nguyen and published by . This book was released on 2009 with total page 180 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail s'inscrit dans un cadre de recherches qui a pour objectif essentiel l'étude de l'effet des éléments réactifs sur l'oxydation à haute température (1373 K) d'alliages alumino-formaurs de type FeCrAl. Un alliage modèle, ne contenant pas d'éléments mineurs d'addition, a été utilisé pour cette étude. L'originalité de cette étude réside dans l'utilisation de la technique de revêtement sol-gel contenant le lanthane, le cérium ou l'yttrium. Les échantillons revêtus de sol-gel ont été recuits sous argon aux températures de 600, 800 et 1000°C. Les tests de cyclage thermiques montrent que les dépôts sol-gel de lanthane recuits à 1000°C et de cérium recuits à 600°C apportent une protection efficace à l'alliage. Le dépôt sol-gel d'yttrium n'a pas d'effet bénéfique sur le comportement à haute température même après recuit sous argon. L'analyse par la thermogravimétrie (ATG) montre que les recuits sous argon provoquent les prises de masse les plus importantes. Ceci est dû à l'augmentation de la diffusion anionique au stade initial de l'oxydation. L'utilisation de la DRX in situ nous permet de suivre l'évolution des réactions d'oxydation en identifiant les phases formées sur la surface des alliages. Après recuit ou exposition à 1100°C, le lanthane peut former des oxydes mixtes avec l'aluminium : LaAlO3 et LaAl11O18, le cérium ne forme aucun oxyde mixte avec les éléments d'alliages. L'yttrium est l'élément qui a l'affinité avec l'alumine la plus élevée. Pendant les recuits ou expositions à 1100°C, il peut former des oxydes mixtes avec l'aluminium : YAlO3 et Y3Al5O12. Les micro-observations montrent que la couche d'alumine développée sur l'alliage recouvert des dépôts sol-gel est généralement convolutée. Cette morphologie est le résultat de la formation des nouveaux oxydes dans la couche existante dû à un processus de diffusion mixte. Cette étude montre que les éléments réactifs lanthane, cérium et yttrium se localisent toujours à l'interface externe de la couche d'oxyde

Download or read book Interactions m canique oxydation haute temp rature dans l alliage 600 written by Anne-Françoise Gourgues-Lorenzon and published by . This book was released on 1997 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La fissuration intergranulaire par corrosion sous contrainte affecte depuis plusieurs décennies certaines pièces en alliage 600 (NC15FE) des réacteurs nucléaires à eau sous pression, telles que les tubes de générateur de vapeur et les manchettes d'adaptateur pour couvercle de cuve, exposées pendant plusieurs dizaines de milliers d'heures au milieu primaire (eau pure désaérée, additionnée d'hydrogène, de bore et de lithium entre 290 et 325°C). L'objectif de l'étude est une meilleure compréhension des mécanismes responsables de la fissuration, en particulier des interactions entre les sollicitations mécaniques locales et les effets d'environnement liés à la présence d'un milieu oxydant. Des essais de propagation de fissure sur éprouvettes CT ont été réalisés en fatigue continue et en fatigue fluage. L'analyse des résultats a porté sur les sollicitations mécaniques locales (calcul par éléments finis), les modes d'oxydation (expertises par microscopie électronique en transmission) et les interactions entre l'environnement et le comportement mécanique du matériau (essais sur produit mince). La propagation de fissure intergranulaire à 550°C sous différentes pressions partielles d'oxygène a été reliée à un endommagement de fluage. La formation d'oxydes riches en nickel et/ou en fer accélère le fluage dislocation à proximité de la surface. Elle étend alors le domaine de rupture intergranulaire vers les vitesses de déformation locales plus élevées imposées en fatigue continue. Des résultats analogues ont été obtenus à 400°C. Les essais en présence d'eau désaérée (vapeur à 400°C, milieu primaire à 320°C) ont également conduit à une propagation de fissure intergranulaire et à la formation d'oxydes riches en nickel. Les faciès de rupture sont identiques à ceux obtenus en corrosion sous contrainte. Une activation locale du fluage dislocation par les réactions d'oxydation est également envisagée pour rendre compte des résultats expérimentaux

Download or read book Comportement l oxydation d alliages de niobium issus du syst me Nb Ti Al Influence d ajouts de carbone de molybd ne et de palladium written by Christophe Roos and published by . This book was released on 1995 with total page 153 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'ETUDE DE L'OXYDATION D'ALLIAGES A BASE DE NIOBIUM DU SYSTEME NB/TI/AL S'INSCRIT DANS UN PROGRAMME DE DEVELOPPEMENT DE NOUVEAUX ALLIAGES A HAUTES PROPRIETES MECANIQUES POUR DES APPLICATIONS TURBO-MACHINE. L'EMPLOI DE TECHNIQUES COMPLEMENTAIRES A PERMIS LA CARACTERISATION DES CINETIQUES D'OXYDATION, DE LA MORPHOLOGIE ET DE LA NATURE DES COUCHES D'OXYDE, AINSI QUE L'ETUDE METALLOGRAPHIQUE EN COUPE DES ECHANTILLONS OXYDES A DES TEMPERATURES COMPRISES ENTRE 600 ET 1100C, SOUS DIFFERENTS ATMOSPHERES OXYDANTES. LE ROLE DE LA MICROSTRUCTURE ET DE L'ETAT DE SURFACE EST DISCUTE. L'OXYDATION DES ALLIAGES CONDUIT A LA FORMATION D'UNE COUCHE EXTERNE D'OXYDE, D'UNE COUCHE INTERNE ET A LA DISSOLUTION SIMULTANEE DE L'OXYGENE DANS LE METAL SOUS-JACENT. L'AZOTE, PRESENT DANS L'AIR, RALENTIT LES CINETIQUES D'OXYDATION, LIMITE LA FORMATION DE LA COUCHE INTERNE ET MODIFIE LA MORPHOLOGIE DE LA COUCHE EXTERNE. LE MOLYBDENE RALENTIT L'OXYDATION DES ALLIAGES SOUS OXYGENE, MAIS A L'EFFET INVERSE SOUS AIR. LE CARBONE SEMBLE AVOIR UN EFFET SUR L'ADHERENCE ET LA COMPACITE DES COUCHES D'OXYDE FORMEES, MAIS NE DIMINUE PAS LES VITESSES D'OXYDATION. LE PALLADIUM APPARAIT ETRE TRES INTERESSANT PUISQU'IL RALENTIT DE FACON CONSEQUENCE LES CINETIQUES ET FORMENT DES COUCHES PLUS COMPACTES. LA SEGREGATION (NON SYSTEMATIQUE) DU PALLADIUM A L'INTERFACE COUCHE EXTERNE/COUCHE INTERNE AMELIORE CONSIDERABLEMENT L'ADHERENCE DE LA COUCHE EXTERNE. DES COMPORTEMENTS SPECIFIQUES EN RELATION AVEC LA MICROSTRUCTURE DES COUCHES D'OXYDES ONT ETE MIS EN EVIDENCE. A TRAVERS LA DETERMINATION PARTIELLE DU DIAGRAMME DE PHASE TIO#2-NB#2O#5-AL#2O#3 IL A ETE POSSIBLE DE COMPARER LA COMPOSITION EN ELEMENT METALLIQUE DE L'OXYDE AVEC CELLE DE L'ALLIAGE. CETTE COMPARAISON A MONTRE QUE LA DIFFUSION MOLECULAIRE A TRAVERS LA COUCHE EXTERNE SOUVENT FISSUREE OU POREUSE ET LES REACTIONS INTERFACIALES ETAIENT LES PROCESSUS PREPONDERANTS DE L'OXYDATION DE CES ALLIAGES. LA DIFFUSION CHIMIQUE, CONDUISANT A L'OXYDATION SELECTIVE D'UN ELEMENT DE L'ALLIAGE, PARAIT JOUER UN ROLE SECONDAIRE

Download or read book Etude exp rimentale de l oxydation des alliages de zirconium haute pression de vapeur d eau et mod lisation des m canismes written by Yacoub Dali and published by . This book was released on 2007 with total page 257 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La corrosion des gaines de crayons combustible, en alliage de zirconium, limite la durée de vie des crayons dans les réacteurs à eau légère. Les industriels ont pour objectif à moyen terme d’augmenter la durée des cycles en réacteur, le nombre de cycles et de soumettre ces gaines à des conditions plus sollicitantes. Dans ce cadre, de nouveaux alliages, notamment le Zr-1%Nb, destinés à remplacer le Zircaloy-4 ont été récemment développés et présentent une résistance accrue à la corrosion en réacteur. Améliorer la compréhension des mécanismes de corrosion de ces alliages est donc un enjeu industriel majeur, pour prédire le comportement à long terme de ces matériaux. L’oxydation de deux familles d’alliages a été étudiée sous vapeur d’eau (pression comprise entre 100 millibars et 100 bars) : les alliages de type Zircaloy, dont la composition est basée sur celle du Zircaloy-4 et ceux de type Zr-x%Nb à différentes teneurs en niobium (0,2 ; 0,4 et 1%). Nos objectifs pour ces deux familles d’alliage étaient de comprendre les différences de réactivité de ces matériaux entre la basse et la haute pression de vapeur d‘eau, en estimant les variations de la vitesse avec cette variable et l’influence de chaque élément d’addition sur la vitesse. Pour les alliages au niobium, une analyse approfondie de la ségrégation du niobium en surface a également été menée. Au cours de ce travail, une thermobalance à suspension magnétique a été développée et mise en œuvre pour suivre in-situ l’oxydation à haute pression (jusqu’à 50 bars). Cette expérimentation est, à notre connaissance, unique en son genre. Au cours de cette étude, un large domaine de pression a ainsi été balayé en associant expérimentations en thermobalance (0,1-10 bars) et en autoclave (10-100 bars). Les couches d’oxyde formées ont ensuite été caractérisées par différentes techniques telles que le MEB, le MET-HR, la DRX, l’ESCA, la marco- et microphotoélectrochimie (MPEC et mPEC), le SIMS après échange isotopique en H218O. Pour les alliages de la famille du Zircaloy, nous avons confirmé le rôle prépondérant des précipités Zr(Fe,Cr)2 sur la résistance à la corrosion des gaines, et validé la croissance de la vitesse d’oxydation du zirconium quasi-pur avec la pression partielle de vapeur d’eau. A l’opposé de la très grande stabilité cinétique du Zircaloy-4, dont la vitesse est indépendante de la pression de vapeur d’eau et donc contrôlée par la diffusion de l’oxygène dans la couche, nos résultats nous ont conduits à proposer une étape limitante de réaction d’interface dans le cas du zirconium pur, associée à une forte dégradation de la couche liée à une croissance des grains catalysée par la vapeur d’eau, à l’origine des décohésions entre des amas de cristallites. Les précipités Zr(Fe,Cr)2, au travers de la dissolution du fer dans la matrice de zircone environnante, pourraient, en stabilisant la zircone quadratique, assurer l’intégrité de la couche. Pour les alliages Zr-x%Nb et plus particulièrement pour l’alliage Zr-1%Nb, la vitesse d‘oxydation est dépendante de la pression partielle de vapeur d’eau. A cela s’ajoute un accroissement sensible de la ségrégation en niobium à la surface, mise en évidence par ESCA, sous la forme Nb2O5, mise en évidence par MPEC. La vitesse d’oxydation et la ségrégation en niobium montrent toutes deux une dépendance homographique en fonction de la pression. L’originalité de l’exploitation de ces résultats réside essentiellement dans la proposition d’un mécanisme simple prenant à la fois en compte la ségrégation et l’oxydation. Une étape limitante de diffusion des ions hydroxydes adsorbés dans la couche externe de l’oxyde permet de décrire la majorité des résultats expérimentaux obtenus sur les alliages Zr-x%Nb.

Download or read book MECANISME DE CROISSANCE D OXYDES SUR LES ALLIAGES FECRAL ET NICR written by GHAZI.. BEN ABDERRAZIK and published by . This book was released on 1986 with total page 220 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: ETUDE DES MECANISMES D'OXYDATION A HAUTE TEMPERATURE D'ALLIAGES NI-CR ET FE-CR-AL. INFLUENCE DES IMPURETES (C, ZR, MN, SI...) ET DES DOPANTS (C, S, Y) SUR LA CROISSANCE DES COUCHES D'OXYDE (RESULTATS CINETIQUES ET ANALYTIQUES). MISE AU POINT D'UNE METHODE D'ETUDE BASEE SUR DES MESURES ELECTROCHIMIQUES ET DE DIFFUSION SOUS CHAMP ELECTRIQUE PERMETTANT DE PRECISER LE MECANISME DE CROISSANCE DES COUCHES ET DE DEFINIR LES CONDITIONS OPTIMALES DE LEUR ADHERENCE

Download or read book Influence d une d formation m canique sur les premiers stades de l oxydation d un alliage Ni80 Cr20 written by Jean-François Schmitt and published by . This book was released on 1992 with total page 141 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: NOUS PRESENTONS L'ETUDE DE L'INFLUENCE D'UNE DEFORMATION MECANIQUE UNIAXIALE SUR LES PREMIERS STADES DE L'OXYDATION D'UN ALLIAGE NI80-CR20 POLYCRISTALLIN, A DES TEMPERATURES COMPRISES ENTRE 550 ET 830C, SOUS QUELQUES 10##4 PA D'OXYGENE. LES ECHANTILLONS SONT RECUITS ET NETTOYES PAR BOMBARDEMENT IONIQUE AU SEIN D'UNE ENCEINTE A ULTRA-VIDE, DEFORMES IN SITU A LA TEMPERATURE AMBIANTE GRACE A UNE MICRO-MACHINE DE TRACTION. APRES OXYDATION SUIVIE EN CONTINU PAR SPECTROMETRIE D'ELECTRONS AUGER, CES ECHANTILLONS SONT TRANSFERES DANS UN AUTRE APPAREIL POUR PRECISER LA DISTRIBUTION DE L'OXYDE FORME (ANALYSE PAR MICROSONDE A ELECTRONS AUGER, PROFILS DE COMPOSITION EN ET SOUS LA SURFACE). AUX TEMPERATURES DE 550, 650 ET 750C, NOUS MONTRONS QUE LES DEFAUTS INDUITS PAR UNE DEFORMATION MECANIQUE ACCELERENT LA FORMATION D'OXYDE DE CHROME A LA SURFACE DE L'ALLIAGE. CET OXYDE EST LE SEUL QUI APPARAIT DANS NOS CONDITIONS EXPERIMENTALES SOUS FORME D'UNE PELLICULE COMPACTE SUPERFICIELLE, APRES UNE PERIODE D'INCUBATION PLUS OU MOINS LONGUE. A DES DEGRES VARIABLES, LES ANALYSES PONCTUELLES D'ECHANTILLONS APRES OXYDATION REVELENT QUE LA CROISSANCE DE L'OXYDE S'EFFECTUE DE FACON HETEROGENE ET QU'ELLE NECESSITE DES RELATIONS D'ORIENTATION PARTICULIERES AVEC LE SUBSTRAT. PAR AILLEURS, ELLES METTENT EN EVIDENCE L'INCORPORATION D'OXYGENE A DES CONCENTRATIONS SUPERIEURES A LA SOLUBILITE LIMITE A COTE DE PLAGES OU L'OXYDE DE CHROME S'EST DEVELOPPE. GRACE A DES CALCULS THEORIQUES ASSOCIES A DES MODELISATIONS DES PREMIERES MONOCOUCHES DE L'ALLIAGE, NOUS RENDONS COMPTE DE FACON SIMPLE DE CES PHENOMENES. A 830C, CET OXYDE NE SE FORME PAS DU FAIT DE L'ELIMINATION PAR RESTAURATION THERMIQUE DES DEFAUTS SUPERFICIELS ET L'INCORPORATION D'OXYGENE EST TRES DEPENDANTE DE LA DEFORMATION MECANIQUE.

Download or read book ETUDE DE LA CINETIQUE D OXYDATION DES ALLIAGES ALUMINIUM MAGNESIUM LIQUIDES SOUS AIR HUMIDE written by LAURENCE.. RAULT and published by . This book was released on 1995 with total page 278 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'OXYDATION DES ALLIAGES ALUMINIUM-MAGNESIUM LIQUIDES SOUS AIR HUMIDE A ETE ETUDIEE AU MOYEN DE DEUX TECHNIQUES COMPLEMENTAIRES. L'ANALYSE THERMOGRAVIMETRIQUE A PERMIS D'OBTENIR DES INFORMATIONS QUANTITATIVES CONCERNANT LES CINETIQUES D'OXYDATION. UN DISPOSITIF D'OBSERVATION IN SITU CONCU AU LABORATOIRE A DONNE DES INFORMATIONS SUR LES EVOLUTIONS DE LA MORPHOLOGIE EN COURS D'OXYDATION. IL A EGALEMENT PERMIS D'OTER LA COUCHE INITIALE D'OXYDE DE SURFACE DE FACON A ETUDIER L'OXYDATION D'UN FILM FORME SUR LE METAL LIQUIDE. DES OBSERVATIONS MICROGRAPHIQUES ONT COMPLETE LES RESULTATS. LA COUCHE DE MAGNESIE DE SURFACE EST OU PEUT ETRE RENDUE PERMEABLE A LA VAPEUR D'EAU. SOUS AIR HUMIDE SE PRODUIT UNE OXYDATION RAPIDE, CARACTERISEE PAR UN ACCROISSEMENT RAPIDE DE LA VITESSE QUI S'ACCOMPAGNE DE LA FORMATION D'EXCROISSANCES D'OXYDE EN SURFACE. CES EXCROISSANCES SONT PROVOQUEES PAR DES PERTURBATIONS GEOMETRIQUES DUES A LA FORMATION DE BULLES D'HYDROGENE ET DE MAGNESIE SOUS LA SURFACE. UNE DIMINUTION DE LA VITESSE EST ENSUITE OBSERVEE. ELLE CORRESPOND A LA FORMATION D'UNE COUCHE DE SPINELLE EN SURFACE, DONT LA CROISSANCE EST LIMITEE PAR LA DIFFUSION. LES EFFETS DES PRESSIONS PARTIELLES DE VAPEUR D'EAU ET D'OXYGENE, DE LA TENEUR INITIALE EN MAGNESIUM ET DE LA TEMPERATURE ONT ETE ETUDIES. UNE INTERPRETATION QUALITATIVE DES PHENOMENES EST DONNEE, ET UN MODELE QUANTITATIF BASE SUR LA CINETIQUE HETEROGENE EST PROPOSE

Download or read book Etude de la formation et de l oxydation de couches minces d alliages Al Ni apr s d p t d Al sur un monocristal de Ni 111 written by Séverine Le Pévédic and published by . This book was released on 2007 with total page 160 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette étude porte sur la formation et l’oxydation de couches minces d’alliages Al-Ni après dépôt d’Al, à 130 K, sur un monocristal de Ni(111), sous UHV. Leur composition, leur structure, en surface et en volume, et leur relation d’épitaxie ont été déterminées in situ par analyse par faisceau d’ions, diffraction d’électrons lents et spectroscopie Auger, en fonction de la quantité d'Al déposée et de la température de recuit. La formation d’une couche ordonnée et épitaxiée de Ni3Al(111) est suivie, au-delà d’une épaisseur critique d’Al de 3,8 nm, par celle d’une couche ordonnée et relaxée de NiAl(110). La cinétique de formation de ces couches alliées est complexe et correspond probablement à une croissance hétérogène. En oxydant à 300 K puis en recuisant à 1000 K ces alliages minces on obtient une couche ultramince (épaisse d'environ 5 Å) d'oxyde d’aluminium épitaxiée sur Ni(111), de stoechiométrie voisine d'Al2O3.

Download or read book Etude des m canismes r actionnels mis en jeu la surface des poudres d alliages d aluminium au cours du d gazage written by Véronique Chiavazza and published by . This book was released on 1987 with total page 157 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail concerne l’étude de l’évolution au cours du dégazage à chaud d’une poudre d’alliage d’aluminium X7091 concernant 6.3% de zinc, 2.2% de magnésium et 1.6% de cuivre. En l’absence de traitement thermique et gazeux, l’alliage X7091 est recouvert d’une couche d’oxydes hydratés qui assure un rôle protecteur vis-à-vis de l’oxydation et de la sublimation des éléments alliés. La stabilité de cette couche est essentiellement fixée par sa teneur en eau de constitution, elle-même fonction des conditions de température et de pression. Pour une perte en eau critique de 0,1% en masse, il y a précipitation d’une nouvelle phase oxydée à travers laquelle le zinc et le magnésium sont susceptibles de diffuser. Dès lors, il y a compétition entre le phénomène de sublimation et celui d’oxydation. La nature de l’atmosphère gazeuse environnante est alors déterminante sur le type de processus mis en jeu. En présence d’oxygène ou de vapeur d’eau, l’oxydation du magnésium devient importante et la couche de magnésie formée assure à nouveau un effet protecteur vis-à-vis du départ du zinc. La mise au point d’un modèle représentant l’évolution des couches superficielles et son application aux résultats expérimentaux conduit à la détermination des valeurs des coefficients de diffusion de l’eau dans la couche d’oxydes et du magnésium dans l’oxyde. Les informations obtenues sont exploitables à l’échelon industriel. Elles ont permis la détermination des conditions optimales de dégazage de l’alliage X7091 et par suite la fabrication de pièces mécaniques saines aux côtes finies.

Download or read book COMPORTEMENT MECANIQUE ET OXYDATION D ALLIAGES FECRAL A HAUTE TEMPERATURE written by GAETAN.. MERCERON and published by . This book was released on 2000 with total page 200 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: AFIN D'AUGMENTER LES PERFORMANCES DES FOURS INDUSTRIELS, EDF ET GDF PARTICIPENT AU DEVELOPPEMENT DE SYSTEMES DE CHAUFFAGE NECESSITANT L'UTILISATION DE MATERIAUX REFRACTAIRES. CES MATERIAUX DOIVENT RESISTER A UNE SOLLICITATION MECANIQUE (FLUAGE) ET A UNE SOLLICITATION CHIMIQUE (OXYDATION, NITRURATION...) ENTRE 1100\C ET 1300\C. DEUX ALLIAGES DE TYPE FECRAL ONT ETE ETUDIES : L'ALLIAGE APM (FE20CR5AL SANS DISPERSOIDE) ET L'ALLIAGE MA 956 RENFORCE PAR DISPERSION D'OXYDES (FE20CR5AL + Y 2O 3). LA PRESENCE D'UNE FINE DISPERSION DE PARTICULES D'YTTRINE AMELIORE A LA FOIS LES PROPRIETES MECANIQUES ET LE COMPORTEMENT FACE A L'OXYDATION. L'OBJECTIF DE CETTE ETUDE EST DE DETERMINER LES PARAMETRES PERTINENTS POUR LE DIMENSIONNEMENT DES ELEMENTS DE CHAUFFAGE FACE AUX SOLLICITATIONS MECANIQUE ET CHIMIQUE POUR LES DEUX ALLIAGES (APM ET MA 956). LES TRAITEMENTS D'OXYDATION MENES A 1200\C ET 1300\C ONT MONTRE L'EFFET BENEFIQUE DE LA DISPERSION DE PARTICULES D'YTTRINE SUR LES QUALITES PROTECTRICES DE LA COUCHE D'OXYDE DEVELOPPEE SUR L'ALLIAGE ODS. APRES PLUSIEURS MILLIERS D'HEURES, DE FILM D'OXYDE PRESENTE UNE BONNE ADHERENCE ET UN FAIBLE ENDOMMAGEMENT. LES EVOLUTIONS DE LA COUCHE D'OXYDE (MORPHOLOGIE, ADHERENCE...) ET DU SUBSTRAT (TAUX D'ALUMINIUM) ONT ETE ETUDIES A PARTIR DE TRAITEMENTS ISOTHERMES ET ANISOTHERMES DE LONGUE DUREES (JUSQU'A 16 MOIS). LA CROISSANCE DE L'OXYDE ENTRAINE UNE DIMINUTION DU TAUX D'ALUMINIUM DU SUBSTRAT. UN MODELE PERMETTANT DE PREVOIR L'EVOLUTION DE CE TAUX D'ALUMINIUM EN CONDITIONS ISOTHERMES A ETE ETABLI A PARTIR DE LA LOI DE CROISSANCE PARABOLIQUE DE L'OXYDE. POUR LES TEMPS D'EXPOSITION LES PLUS LONGS, CE TAUX D'ALUMINIUM ATTEINT UNE VALEUR CRITIQUE, ESTIMEES A 1,7% EN MASSE, EN DESSOUS DE LAQUELLE L'ALLIAGE NE PEUT PLUS FORMER DE COUCHE D'ALUMINE CONTINUE ET PROTECTRICE. UN REGIME D'OXYDATION CATASTROPHIQUE APPARAIT ALORS AVEC LA FORMATION D'OXYDES DE FER ET DE CHROME CONDUISANT A LA RUINE CHIMIQUE DE L'ELEMENT. LES CARACTERISTIQUES MECANIQUES DES DEUX MATERIAUX ONT ETE ETUDIEES A PARTIR D'ESSAIS DE FLUAGE EN TENSION ET EN COMPRESSION. AU DESSUS DE 1100\C, LE COMPORTEMENT DE L'ALLIAGE APM SE CARACTERISE PAR UNE FAIBLE RESISTANCE MECANIQUE (FLUAGE SOUS QUELQUES MPA) ET UNE DUCTILITE IMPORTANTE (>25%). LE DEVELOPPEMENT D'UN ENDOMMAGEMENT INTERGRANULAIRE SOUS UN SOLLICITATION DE FLUAGE EN TENSION ENTRAINE UNE ASYMETRIE DE COMPORTEMENT ENTRE LES DEUX MODES DE SOLLICITATION. LES PROPRIETES MECANIQUES DE L'ALLIAGE MA 956 SONT TRES SUPERIEURES A CELLES DE L'ALLIAGE APM. UN COMPORTEMENT VISCOPLASTIQUE APPARAIT UNIQUEMENT POUR LES CONTRAINTES PROCHES DE LA LIMITE D'ELASTICITE (ENTRE 90 ET 110 MPA) ET SE CARACTERISE PAR DES VALEURS ELEVEES DES EXPOSANTS DE CONTRAINTE APPARENTS (N 50) ET DES ENERGIES D'ACTIVATION APPARENTES (H A 1000 KJ/MOL). SUR UNE LARGE PARTIE DU DOMAINE D'ELASTICITE (70 A 80%), AUCUN COMPORTEMENT VISCOPLASTIQUE N'EST DECELABLE SOUS UNE SOLLICITATION DE FLUAGE EN TENSION ET LA DUREE DE VIE DES EPROUVETTES DEPEND ALORS DE LA REPARTITION ALEATOIRE DES DEFAUTS INITIALEMENT PRESENT DANS LA STRUCTURE ETUDIEE (CAVITES, HETEROGENEITES DE REPARTITION DU DISPERSOIDE). L'ALLIAGE ODS DOIT DONC ETRE CONSIDERE COMME UN MATERIAU HETEROGENE. POUR LES CONTRAINTES LES PLUS FAIBLES, LES DEFAUTS INITIAUX ONT UNE TAILLE INFERIEURE A LA TAILLE CRITIQUE ET LA DUREE DE VIE DEPEND ALORS DES EVOLUTIONS MICROSTRUCTURALES DE LA STRUCTURE CONSIDEREE DANS LES CONDITIONS DE SERVICES. DES EXPOSITIONS DE PLUSIEURS MOIS A CES NIVEAUX DE TEMPERATURE ENTRAINENT UNE COALESCENCE DES PARTICULES D'YTTRINE ET DES CAVITES PRESENTES DANS LE PIECES DE MA 9856. L'EVOLUTION DE CES PARAMETRES MICROSTRUCTURAUX CONDUIT A UNE DIMINUTION DE LA RESISTANCE MECANIQUE DES PIECES EN MA 956 QUI A ETE EVALUEE A PARTIR D'ESSAIS DE FLUAGE. LA PRISE EN COMPTE DES DEUX TYPES DE DEGRADATION (MECANIQUE ET CHIMIQUE) APRES UNE LONGUE EXPOSITION SOUS AIR PERMET D'ETABLIR UN DIAGRAMME D'AIDE AU DIMENSIONNEMENT DES ELEMENTS DE CHAUFFAGE EN FONCTION DE CES DEUX TYPES DE SOLLICITATION.