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

Mechanics - Microstructure - Corrosion Coupling: Concepts, Experiments, Modeling and Cases presents the state-of-the-art on scientific and technological developments relating to the durability of materials and structures subjected to mechanical and environmental stress in industries such as energy, aeronautics, chemistry and oil. Experimental, theoretical and numerical aspects are tackled at different scales, providing readers with the most advanced tools and scientific approaches to apprehend coupling phenomena by understanding associated mechanisms, identifying variables of the first order, and proposing strategies to control and/or extend the lifespan of structures in a multi-process coupling situation. In addition, the book presents the latest advances in research in these areas (hydrogen embrittlement, stress corrosion, fatigue, etc.), especially in the consideration of the multi-scale aspect of the phenomena in the implementation of dedicated experiments. - Reviews the status of scientific and technological developments related to the durability of materials - Addresses experimental, theoretical and numerical aspects at different scales - Provides the most advanced tools and scientific approaches - Focuses on the latest advances, such as hydrogen embrittlement, stress corrosion, fatigue, and more

Le (ou les) mécanismes de corrosion sous contrainte des tubes de générateurs de vapeur en alliage 600 des réacteurs à eau sous pression demeurent mal connus, malgré de nombreuses études sur le sujet. Ce travail s'est donc donné pour objectif d'améliorer la compréhension des mécanismes impliqués dans ce processus. Après une revue critique des mécanismes généraux de corrosion sous contrainte et un examen des faits expérimentaux concernant l'alliage 600 en relation avec l'applicabilité des mécanismes au système étudie, on a étudié lors d'essais de laboratoire l'effet des paramètres physico-chimiques et métallurgiques pertinents en regard des mécanismes : ajout d'hydrogène ou d'oxygène, microstructure, composition chimique locale. Les résultats obtenus, couplés à des dosages d'hydrogène dans le matériau après essai, ont permis de dégager les points suivants : i) l'hydrogène dans la solution favorise l'amorçage (via la dissolution/oxydation) et la propagation des fissures pour les faibles surpressions, puis cet effet s'inverse aux fortes surpressions. De plus, à température ambiante et sous chargement cathodique, l'hydrogène permet la fissuration de l'alliage 600. Toutefois, l'absorption d'hydrogène n'a pas pu être corrélée avec la sévérité de la fissuration ; ii) la fissuration du matériau par corrosion sous contrainte n'est pas accélérée par les paramètres favorisant la dissolution/oxydation, mais celle-ci semble être la première et indispensable étape de l'endommagement. L'ensemble des résultats obtenus montrent que les mécanismes de dissolution ou l'hydrogène ne suffisent pas à expliquer la fissuration de l'alliage 600 en milieu primaire. La mise en évidence en microscopie électronique à balayage de micro-facettes de clivage au voisinage des joints de grains sur les faciès de rupture d'éprouvettes plaide en faveur d'un nouveau mécanisme reposant sur des interactions corrosion/plasticité

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.

High Temperature Coatings, Second Edition, demonstrates how to counteract the thermal effects of rapid corrosion and degradation of exposed materials and equipment that can occur under high operating temperatures. This is the first true practical guide on the use of thermally protective coatings for high-temperature applications, including the latest developments in materials used for protective coatings. It covers the make-up and behavior of such materials under thermal stress and the methods used for applying them to specific types of substrates, as well as invaluable advice on inspection and repair of existing thermal coatings. With his long experience in the aerospace gas turbine industry, the author has compiled the very latest in coating materials and coating technologies, as well as hard-to-find guidance on maintaining and repairing thermal coatings, including appropriate inspection protocols. The book is supplemented with the latest reference information and additional support to help readers find more application- and industry-type coatings specifications and uses. - Offers an overview of the underlying fundamental concepts of thermally-protective coatings, including thermodynamics, energy kinetics, crystallography and equilibrium phases - Covers essential chemistry and physics of underlying substrates, including steels, nickel-iron alloys, nickel-cobalt alloys and titanium alloys - Provides detailed guidance on a wide variety of coating types, including those used against high temperature corrosion and oxidative degradation and thermal barrier coatings

This title is designed to provide a clear and comprehensive overview of tribology. The book introduces the notion of a surface in tribology where a solid surface is described from topographical, structural, mechanical, and energetic perspectives. It also describes the principal techniques used to characterize and analyze surfaces. The title then discusses what may be called the fundamentals of tribology by introducing and describing the concepts of adhesion, friction, wear, and lubrication. The book focuses on the materials used in tribology, introducing the major classes of materials used, either in their bulk states or as coatings, including both protective layers and other coatings used for decorative purposes. Of especial importance to the tribology community are sections that provide the latest information on Nanotribology, Wear, Lubrication, and Wear-Corrosion: Tribocorrosion and Erosion-Corrosion.

This book highlights peer reviewed articles from the 1st International Conference on Renewable Energy and Energy Conversion, ICREEC 2019, held at Oran in Algeria. It presents recent advances, brings together researchers and professionals in the area and presents a platform to exchange ideas and establish opportunities for a sustainable future. Topics covered in this proceedings, but not limited to, are photovoltaic systems, bioenergy, laser and plasma technology, fluid and flow for energy, software for energy and impact of energy on the environment.