Soutenance de thèse de Malik Durand

Résumé :

 

Des analyses multi-échelles ont été effectuées en laboratoire pour identifier les mécanismes microstructuraux contrôlant la relaxation des contraintes pendant le traitement de revenu du superalliage pour disques AD730TM. Pour une vitesse de refroidissement préalable de 100°C.min-1 et une contrainte initiale de 500 MPa à 760 °C, l’essai de relaxation montre un comportement atypique avec une relaxation ralentie durant les 25 premières heures, puis, passé ce laps de temps, le comportement en relaxation devient plus classique. Pour comprendre ce comportement atypique, des essais de dilatométrie isotherme ont été utilisés pour découpler les effets de la contrainte et de la température. Ces derniers ont révélé une contraction de l'échantillon lorsqu'il était soumis à une température constante. Cette contraction induit une augmentation de la contrainte pendant l'essai de relaxation pour répondre à la condition de déformation totale imposée constante. La relaxation est alors contrôlée par la compétition entre les mécanismes de relaxation classiques (diffusionnels et dislocationnels selon le niveau de contrainte) qui tendent à diminuer la contrainte et la contraction de l'éprouvette qui, au contraire, augmente la contrainte pendant l'essai. Pour comprendre l’origine de la contraction isotherme, des échantillons de l'alliage AD730TM polycristallins et monogranulaires ont été caractérisés par différentes techniques à différentes échelles. La contraction macroscopique trouve son origine dans la redistribution des éléments chimiques entre la matrice et les précipités durcissants, qui induit une diminution des paramètres de maille des deux phases. Ce travail mené sur l’alliage AD730TM a également confirmé des résultats similaires obtenus pour l’alliage Rene 65 et les mécanismes décrits pourraient très vraisemblablement s’appliquer à d’autres superalliages base nickel pour lesquels une contraction isotherme d’amplitude similaire est également observée. Les mesures réalisées par diffraction des rayons X ont par ailleurs permis d’estimer l’évolution de l’écart relatif des paramètres de mailles pour cet alliage, positif à température ambiante (+0,03%) à négatif (-0,007%) à 900°C, en passant par zéro aux températures typiques du revenu ou ciblées pour la vie en service de l’alliage.

 

 

Mots-clés : Superalliage base nickel, relaxation, contrainte, microstructure, désaccord paramétrique

 

 

 

 

Schéma bilan décrivant les mécanismes mis en jeu durant les essais de relaxation