Analyse de la perte d’adhérence et du processus d’écaillage de la couche d’oxyde externe formée sur l’alliage à haute température par l’exploitation des mesures thermogravimétriques : principe et quelques exemples
Résumé
La perte de l'oxyde formé au cours du refroidissement succédant à une exposition prolongée d'un alliage métallique réfractaire / superalliage à une atmosphère gazeuse chaude et oxydante est un phénomène aussi important que la cinétique d'oxydation elle-même, par ses conséquences sur la durabilité de ces matériaux métalliques. Un écaillage généralisé et répété (à la fin de chaque cycle thermique) entraîne un appauvrissement significatif de la sub-surface en éléments formeurs d'oxydes protecteurs (Al, Cr, Si), menant tôt ou tard l'alliage à la perte de son comportement chromino-formeur, alumino-formeur ou silico-formeur. La résistance de l'alliage oxydé à cet écaillage de l'oxyde protecteur est une propriété à améliorer, par divers moyens possibles : en tâchant d'adapter le comportement mécanique de l'oxyde et de son interface aux évolutions de température (par exemple en jouant sur la plasticité de l'oxyde à haute température), ou en augmentant l'adhérence de la couche d'oxyde sur le substrat métallique sur lequel elle s'est formée (par exemple par ancrage de la couche par des nano-particules d'yttrine). Les progrès réalisés peuvent être jaugés de différentes façons. Par exemple un test peut consister à reproduire le phénomène dans des conditions réelles d'utilisation : une succession de séquences {chauffage-maintien isotherme à haute température-refroidissement} sont appliquées, entrecoupées par la pesée des échantillons et le prélèvement d'échantillons à différents moments de ces essais qui peuvent compter plusieurs centaines de cycles. Une autre possibilité peut être au départ de simplement exploiter les parties « refroidissement » des mesures thermogravimétriques réalisées à l'origine pour caractériser uniquement la cinétique d'oxydation isotherme. Dans cette communication par affiche c'est justement cette deuxième solution qui va être présentée, illustrée par quelques exemples.
Domaines
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