CE TRAVAIL A EU POUR BUT DE DEFINIR DE FACON AUSSI DETAILLEE QUE POSSIBLE LE COMPORTEMENT DE DEUX SUPERALLIAGES REFRACTAIRES INDUSTRIELS D'UN EMPLOI ASSEZ COURANT DANS LA REALISATION DE DISQUES OU D'AUBES DE TURBINE. IL S'AGIT D'UN ALLIAGE DE FORGE: L'UDIMET 500 ET D'UN ALLIAGE DE FONDERIE: L'INCO 738. CETTE CARACTERISATION A ETE EFFECTUEE DANS L'AIR ET EN PRESENCE D'UNE CONTAMINATION DE NA::(2)SO::(4) OU D'UN MELANGE NA::(2)SO::(4)-10% (POIDS) NACL. CES SELS SONT EN EFFET RECONNUS DEPUIS LONGTEMPS COMME LES PROMOTEURS D'UNE CORROSION IMPORTANTE, PARFOIS CATASTROPHIQUE, DES SUPERALLIAGES REFRACTAIRES. EN OUTRE, CETTE CARACTERISATION A ETE EFFECTUEE A DES TEMPERATURES COMPRISES ENTRE 800 ET 900**(O)C QUI CORRESPOND A UN DOMAINE CRITIQUE VIS-A-VIS DE LA CORROSION

ETUDE DE L'OXYDATION DE L'ALLIAGE COMMERCIAL CMSX-2, SOUS FAIBLE PRESSION D'OXYGENE ET SOUS AIR, A LA PRESSION ATMOSPHERIQUE, ENTRE 900 ET 1300 NON=C. L'ETUDE CINETIQUE REVELE QUE LA TENUE A L'OXYDATION EST TRES BONNE EN CONDITION ISOTHERME. L'EXAMEN EN MICROSCOPIE ELECTRONIQUE A BALAYAGE ET EN TRANSMISSION DES ECHANTILLONS OXYDES, AINSI QUE LA REALISATION DE SPECTRES DE DIFFRACTION RX ONT PERMIS D'IDENTIFIER LES OXYDES NIO, DE TYPE RUTILE (AL, CR) TAO::(4), DE TYPE CR::(2)O::(3), (NI, CO) TIO::(3) AINSI QUE LES SPINELLES AL::(2)O::(3)-GAMMA ET (NI, AL) CR::(2)O::(4). ON PROPOSE UN MECANISME D'OXYDATION

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 température.

L'OBJET DE L'ETUDE EST DE PROPOSER UN MODELE PHENOMENOLOGIQUE DE L'ENDOMMAGEMENT DES SUPERALLIAGES A BASE DE NICKEL PAR L'OXYDATION, CONDUISANT A UNE DEGRADATION DE LEURS PROPRIETES DE FISSURATION EN FATIGUE A 650C. EN S'APPUYANT LARGEMENT SUR LA MICROSCOPIE ELECTRONIQUE EN TRANSMISSION ANALYTIQUE, LES MECANISMES D'OXYDATION STATIQUE ET EN PARTICULIER LE STADE DE GERMINATION SONT ETUDIES. L'INFLUENCE DE LA COMPOSITION CHIMIQUE, DE LA MICROSTRUCTURE, DE LA PRESSION D'OXYGENE ET D'UNE PREDEFORMATION MECANIQUE SUR CE PREMIER STADE DU PROCESSUS D'OXYDATION EST DISCUTEE. DES ESSAIS DE PROPAGATION DE FISSURES SOUS DIFFERENTES PRESSIONS D'OXYGENE, DANS L'ALLIAGE 718, MONTRENT L'EXISTENCE D'UNE PRESSION DE TRANSITION DELIMITANT DEUX REGIMES DE PROPAGATION LIES AUX MODES D'OXYDATION. UNE RELATION EST ETABLIE ENTRE CES DEUX REGIMES ET LA NATURE DES PREMIERS GERMES FORMES. CETTE PRESSION DE TRANSITION NE DEPEND PAS DES CONDITIONS DE SOLLICITATION, FREQUENCE ET CHARGEMENT, MAIS DE LA TENEUR EN CHROME DU MATERIAU. DES ESSAIS SUPERPOSANT UN CRENEAU DE PRESSION A UN CYCLE DE CHARGEMENT MECANIQUE EN FATIGUE LENTE OU FATIGUE-FLUAGE PERMETTENT DE PRECISER LE MODE D'ENDOMMAGEMENT PAR L'OXYDATION. LA PROPAGATION DE LA FISSURE SE FAIT DE FACON CONTINUE, INDIQUANT QU'IL N'Y A PAS DEVELOPPEMENT D'UNE COUCHE D'OXYDE OU DE FRAGILISATION A LONGUE DISTANCE. CES ESSAIS INDIQUENT AUSSI LES PHASES DU CYCLE PENDANT LESQUELLES L'OXYDATION A UN EFFET ENDOMMAGEANT. IL S'AGIT DE LA FRACTION DU CYCLE OU LA VITESSE DE DEFORMATION EN POINTE DE FISSURE EST POSITIVE. SON IMPORTANCE DEPEND DE L'APTITUDE DU MATERIAU A RELAXER RAPIDEMENT LA CONTRAINTE. UN MODELE DE FRAGILISATION EST PROPOSE, BASE SUR LA FORMATION EN POINTE DE FISSURE DE GERMES DE NIO PENDANT CERTAINES PARTIES DU CYCLE DE SOLLICITATION. DES MODIFICATIONS CHIMIQUES ET MICROSTRUCTURALES DE CES ALLIAGES SONT PRECONISEES, PERMETTANT D'AMELIORER LEUR RESISTANCE A LA FISSURATION