Étude cinétique de l'oxydation à haute température et de la volatilisation de la chromine pour des superalliages de fonderie renforces par carbures. Partie I : Cas d'alliages base nickel contenant du tantale - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Annales de Chimie - Science des Matériaux Année : 2006

A study of the kinetics of high temperature oxidation and chromia volatilization for carbides-strengthened cast superalloys. Part I: Case of tantalum-containing nickel base alloys

Étude cinétique de l'oxydation à haute température et de la volatilisation de la chromine pour des superalliages de fonderie renforces par carbures. Partie I : Cas d'alliages base nickel contenant du tantale

Résumé

The high temperature oxidation behaviour of three chromia-forming alloys, Ni30Cr0.2C3Ta, Ni30Cr0.4C3Ta and Ni30Cr0.4C6Ta (% wt), were studied by thermogravimetric measurements for 100 hours at 1000, 1100 and 1200°C. The data files were numerically treated in order to extract simultaneously the parabolic constant Kp and the linear volatilization constant Kv, which are respectively the constant and the slope of the straight line that represents (∆m/S).d(∆m/S)/dt versus-∆m/S (mass gain per unit surface area). The Kp and Kv values obtained for 1200°C were verified by performing microanalysis measurements and by controlling that the mathematical curves drawn with the assessed values of both Kp and Kv correctly fit the experimental thermogravimetric curves. The comparison of all Kp and Kv values obtained for the three alloys at 1200°C allowed to see that high carbon and high tantalum contents obviously promote a higher rate of oxidation for the alloy. A higher carbon content also seems to lead to a quicker chromia volatilization, while tantalum tends, on the contrary, to reduce the volatilization of chromia.
Le comportement de trois alliages base nickel chromine-formeurs, de compositions Ni30Cr0,2C3Ta, Ni30Cr0,4C3Ta et Ni30Cr0,4C6Ta (%mass) en oxydation à 1000, 1100 et 1200°C a été étudié. L’analyse thermogravimétrique a été suivie de la détermination simultanée de la constante parabolique et de la constante de volatilisation de la chromine grâce à l’analyse de l’évolution de (Δm/S).d(Δm/S)/dt en fonction de -Δm/S, prise de masse par unité de surface, droite dont l’ordonnée à l’origine et la pente sont respectivement Kp et Kv. Les valeurs obtenues pour 1200°C ont été validées par métallographie et comparaison de courbes. Carbone et tantale augmentent la constante parabolique tandis que le tantale diminue la constante de volatilisation.

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hal-02162958 , version 1 (17-07-2019)

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Patrice Berthod, Lionel Aranda, Céline Vebert. Étude cinétique de l'oxydation à haute température et de la volatilisation de la chromine pour des superalliages de fonderie renforces par carbures. Partie I : Cas d'alliages base nickel contenant du tantale. Annales de Chimie - Science des Matériaux, 2006, 31 (2), pp.213 - 235. ⟨10.3166/acsm.31.213-235⟩. ⟨hal-02162958⟩
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