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Etude De Levolution Physico Chimique Du Substrat Lors De Loxydation A Haute Temperature Des Alliages Modele Ni Cr A Faible Teneur En Chrome Et De Lalliage Modele Ni 16cr 9fe
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Book Synopsis Etude de l'Evolution Physico-Chimique du Substrat lors de l'Oxydation à Haute Température des Alliages Modèle Ni-Cr à Faible Teneur en Chrome et de l'Alliage Modèle Ni-16Cr-9Fe by : André Nicolas
Download or read book Etude de l'Evolution Physico-Chimique du Substrat lors de l'Oxydation à Haute Température des Alliages Modèle Ni-Cr à Faible Teneur en Chrome et de l'Alliage Modèle Ni-16Cr-9Fe written by André Nicolas and published by . This book was released on 2012 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le travail réalisé au cours de cette thèse concerne l'analyse des conséquences de l'oxydation à 950°C des alliages base Ni sur la composition de l'alliage à proximité de l'interface alliage/oxyde. Deux catégories d'alliages ont été analysées : alliages à faible teneur en chrome conduisant à l'oxydation interne et l'alliage chromino-formeur Ni-16Cr-9Fe.Une description complète des mécanismes de l'oxydation interne du chrome est obtenue à partir du développement du modèle analytique de Wagner d'oxydation interne et du développement du modèle numérique de Feulvarch. Ces modèles décrivent l'évolution de l'oxydation interne jusqu'à la transition oxydation interne / oxydation externe à 11 %poids de chrome environ.L'analyse par la spectroscopie d'électrons Auger de l'alliage modèle Ni-16Cr-9Fe à 950°C oxydé pendant 10 heures a permis d'explorer la zone à proximité immédiate de l'interface alliage/oxyde et de déterminer la concentration en chrome à l'interface à 0,5%poids (i.e. dans 20 premiers nanomètres), ce qui est en accord avec le modèle analytique de Wagner d'oxydation en couche compacte. La description des profils de déchromisation et des profils de cavités pour plusieurs temps d'exposition allant de 100h à 5000h a permis de mettre en évidence une corrélation forte entre ces deux phénomènes (même constante parabolique). Pour ces durées d'oxydation les profils de déchromisation présentent un point d'inflexion ce qui se traduit par l'augmentation de la teneur en chrome à l'interface. Les résultats sont interprétés dans le cadre d'un nouveau modèle analytique avec l'hypothèse d'injection des lacunes produites par l'effet Kirkendall au point d'inflexion.
Book Synopsis Modeling the Diffusion of Interstitial Impurities and Their Impact on the Ageing of Ferritic Steels by : Rafael Herschberg Basualdo
Download or read book Modeling the Diffusion of Interstitial Impurities and Their Impact on the Ageing of Ferritic Steels written by Rafael Herschberg Basualdo and published by . This book was released on 2018 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Nous modélisons la diffusion des atomes interstitiels (C et O) dans des solutions solides (Fe-Cr et Nb-V) et comparons nos résultats aux données expérimentales disponibles dans la littérature. Un ensemble d'énergies de liaisons entre interstitiels et solutés substitutionnels, et de barrières de migration des interstitiels, ont d'abord été calculés en utilisant la théorie de la fonctionnelle de la densité. Des modèles d'interactions de paires ont ensuite été ajustés sur ces données pour calculer les barrières de migration dans n'importe quel environnement chimique local. Ces modèles de paires sont enfin intégrés dans des simulations Monte Carlo cinétiques, afin de modéliser des expériences de diffusion de traceur et de frottement interne. Dans les alliages Fe-Cr-C, les simulations prévoient la formation d'un pic de Snoek unique, dans tout le domaine de composition entre le fer pur et le chrome pur. La barrière de migration moyenne du carbone, donnée par la température de ce pic, augmente progressivement avec la teneur en chrome, l'augmentation étant très faible en dessous de 6% de Cr. Dans les alliages riches en Cr, la barrière de migration moyenne obtenue lors d'une simulation de diffusion de traceur est plus grande que celle obtenue lors d'une simulation de frottement interne. Nous en concluons que la barrière mesurée lors d'une expérience de diffusion de traceur est fortement affectée par le piégeage du carbone dans des environnements riches en fer, qui limite la diffusion à grande distance ; alors que la barrière mesurée par friction interne, qui ne nécessite qu'une diffusion à courte distance, est principalement contrôlée par les barrières de migration des configurations les plus probables. Dans les alliages Nb-V-O dilués, les simulations font apparaitre un pic de Snoek à haute température lorsque la concentration en oxygène est plus faible que celle en vanadium. Quand la concentration en oxygène devient plus importante, un deuxième pic apparait à plus basse température, tandis que le premier pic se déplace vers des températures plus petites. Nous en concluons que le pic à haute température correspond à des paires V-O, et que celui à basse température correspond à la diffusion de l'oxygène dans le niobium pur. Les simulations sont utilisées pour tester le modèle de Koiwa, dans la limite de l'alliage ternaire infiniment dilué. Les deux approches sont en bon accord et nous montrons que la position du pic à haute température n'est pas reliée à une fréquence de saut unique, mais à une fonction complexe de plusieurs fréquences de sauts. Nous présentons enfin les résultats d'une étude préliminaire sur l'effet du carbone sur les cinétiques de séparation de phases dans les alliages fer-chrome irradiés. Nous montrons que la forte attraction entre atomes de carbone et défauts d'irradiation (auto-interstitiels et surtout lacunes) peut dans certaines conditions limiter l'accélération de la précipitation du chrome habituellement provoquée par l'irradiation.
Book Synopsis Oxydation à haute température d'alliages modèles Ni-25Cr, Influence des éléments mineurs Mn et Si sur les mécanismes de croissance des oxydes protecteurs by : Thomas Perez
Download or read book Oxydation à haute température d'alliages modèles Ni-25Cr, Influence des éléments mineurs Mn et Si sur les mécanismes de croissance des oxydes protecteurs written by Thomas Perez and published by . This book was released on 2019 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: 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.
Book Synopsis Modélisation de l'évolution de la composition du substrat au cours de l'oxydation sélective des alliages à haute température by : Etienne Marrier
Download or read book Modélisation de l'évolution de la composition du substrat au cours de l'oxydation sélective des alliages à haute température written by Etienne Marrier and published by . This book was released on 2015 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'oxydation sélective conduit à un appauvrissement du substrat qui contribue aux phénomènes de corrosion sous contrainte. Afin de prédire cet appauvrissement en élément oxydable, un modèle basé sur la diffusion dans le substrat et l'équilibre des flux au niveau de l'interface alliage/oxyde a été développé. La cinétique d'oxydation du matériau est utilisée comme donnée d'entrée du modèle et permet de piloter le déplacement de l'interface alliage/oxyde.Le modèle d'appauvrissement développé a été validé dans la cas de l'oxydation de l'alliage binaire Pt-Ni à 850 °C, en reproduisant la solution analytique du modèle de Wagner. L'utilisation de la méthode des différences finies a permis de lever les hypothèses d'une concentration à l'interface alliage/oxyde et d'un coefficient d'interdiffusion constants.L'appauvrissement initial en élément oxydable d'un alliage binaire (passivation, pré-oxydation) a peu d'influence sur l'évolution de l'appauvrissement de l'alliage lors de son oxydation à haute température. En revanche, lorsque le coefficient d'interdiffusion de l'alliage est plus grand en subsurface qu'en volume de cet alliage (écrouissage), la concentration en élément oxydable au niveau de l'interface alliage/oxyde décroit au cours de l'oxydation. Les profils d'appauvrissement présentent alors un point d'inflexion dû à une diffusion plus rapide au voisinage de l'interface.Enfin, le modèle a été appliqué à l'oxydation en milieu aqueux à une température de 290 °C pour étudier la déchromisation de l'alliage 690 en milieu primaire des REP. Ceci a permis de conforter la cinétique d'oxydation logarithmique directe proposée dans la littérature pour cet alliage.
Book Synopsis Modélisation de l'oxydation à haute température des alliages Ni-Cr by : Léa Bataillou (docteur en sciences des matériaux).)
Download or read book Modélisation de l'oxydation à haute température des alliages Ni-Cr written by Léa Bataillou (docteur en sciences des matériaux).) and published by . This book was released on 2019 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Il est important pour l'industrie nucléaire de mener des études amont pour mieux appréhender les phénomènes en lien avec la corrosion des alliages chromino-formeurs. Cette étude a pour objectif de mieux comprendre les paramètres influant sur les mécanismes et la cinétique de croissance des couches de chromine formées par oxydation à haute température. Ce travail s'articule en deux parties complémentaires : une partie de modélisation qui est focalisée sur les aspects cinétiques, et une partie expérimentale axée sur la compréhension des mécanismes de croissance de la chromine. La partie modélisation a pour objectif de prendre en compte l'effet des courts-circuits de diffusion dans la description des cinétiques de croissance de la chromine. Le but est d'évaluer quantitativement comment une diffusion mixte par le volume et les joints de grains peut influencer la cinétique de croissance d'une couche d'oxyde dont la microstructure évolue avec le temps. Ce travail a été réalisé à l'aide de modèles analytiques et grâce à de nouveaux développements d'un modèle numérique existant (EKINOX). Plusieurs lois de croissance de grains ont été étudiées (croissance parabolique, croissance cubique et prise en compte de l'existence d'un gradient de taille de grains dans la couche d'oxyde). Une étude paramétrique a été réalisée pour étudier l'influence de la vitesse de croissance des grains sur la cinétique de croissance de la couche de chromine. Ces simulations ont permis d'évaluer la déviation de lacinétique d'oxydation par rapport à la loi parabolique simple suivant la vitesse de croissance des grains d'oxyde, choisie comme donnée d'entrée du modèle. Ces calculs permettent également d'évaluer les ordres de grandeurs de la durée du régime transitoire durant lequel l'évolution de la taille de grains de l'oxyde influence la cinétique d'oxydation de façon significative. Les cinétiques d'oxydation calculées pour les différents cas étudiés ont été extrapolées à l'aide des méthodes classiquement utilisées dans le domaine de l'oxydation à haute température : la méthode « log-log» et la méthode dite du « kp local ». La comparaison des extrapolations et des solutions exactes permet de proposer des « bonnes pratiques » à adopter pour interpréter les cinétiques d'oxydation expérimentales. Dans la partie expérimentale de ce travail, des essais d'oxydation d'un alliage modèle Ni-30Cr à 700°C sous atmosphère d'argon technique (10-5 atm de O2) ont été réalisés en thermobalance pour des durées allant de 30 minutes à 50 heures. La couche de chromine formée à l'issue de ces essais a été finement caractérisée afin de déterminer le mécanisme d'oxydation ainsi que l'étape cinétiquement limitante. Dans les conditions de l'étude, la couche d'oxyde formée a été identifiée comme étant de la chromine de structure corindon dont les grains adoptent une orientation préférentielle de croissance 0001. La cinétique d'oxydation suit une loi parabolique au terme d'un régime transitoire de 3 h environ. La valeur de la constante cinétique parabolique kp a été évaluée pendant le régime stationnaire et est égale à 10-15 cm2 s-1. Des expériences d'oxydation séquencée et de marqueurs ont également été réalisées. Elles ont permis de mettre en évidence une croissance anionique de la couche de chromine. La croissance de l'oxyde apparait, selon les essais de marquage isotopique dans 18O2, contrôlée par la diffusion de l'oxygène par les joints de grains et le volume de l'oxyde. Les analyses complémentaires des couches d'oxyde, par photoélectrochimie, suggèrent que le défaut majoritaire permettant cette diffusion est la lacune d'oxygène. Enfin, la morphologie de la couche d'oxyde indique une croissance plus rapide de la couche au niveau des joints de grains de métal.
Book Synopsis COMPORTEMENT MECANIQUE ET OXYDATION D'ALLIAGES FECRAL A HAUTE TEMPERATURE by : GAETAN.. MERCERON
Download or read book COMPORTEMENT MECANIQUE ET OXYDATION D'ALLIAGES FECRAL A HAUTE TEMPERATURE written by GAETAN.. MERCERON and published by . This book was released on 2000 with total page 200 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: AFIN D'AUGMENTER LES PERFORMANCES DES FOURS INDUSTRIELS, EDF ET GDF PARTICIPENT AU DEVELOPPEMENT DE SYSTEMES DE CHAUFFAGE NECESSITANT L'UTILISATION DE MATERIAUX REFRACTAIRES. CES MATERIAUX DOIVENT RESISTER A UNE SOLLICITATION MECANIQUE (FLUAGE) ET A UNE SOLLICITATION CHIMIQUE (OXYDATION, NITRURATION...) ENTRE 1100\C ET 1300\C. DEUX ALLIAGES DE TYPE FECRAL ONT ETE ETUDIES : L'ALLIAGE APM (FE20CR5AL SANS DISPERSOIDE) ET L'ALLIAGE MA 956 RENFORCE PAR DISPERSION D'OXYDES (FE20CR5AL + Y 2O 3). LA PRESENCE D'UNE FINE DISPERSION DE PARTICULES D'YTTRINE AMELIORE A LA FOIS LES PROPRIETES MECANIQUES ET LE COMPORTEMENT FACE A L'OXYDATION. L'OBJECTIF DE CETTE ETUDE EST DE DETERMINER LES PARAMETRES PERTINENTS POUR LE DIMENSIONNEMENT DES ELEMENTS DE CHAUFFAGE FACE AUX SOLLICITATIONS MECANIQUE ET CHIMIQUE POUR LES DEUX ALLIAGES (APM ET MA 956). LES TRAITEMENTS D'OXYDATION MENES A 1200\C ET 1300\C ONT MONTRE L'EFFET BENEFIQUE DE LA DISPERSION DE PARTICULES D'YTTRINE SUR LES QUALITES PROTECTRICES DE LA COUCHE D'OXYDE DEVELOPPEE SUR L'ALLIAGE ODS. APRES PLUSIEURS MILLIERS D'HEURES, DE FILM D'OXYDE PRESENTE UNE BONNE ADHERENCE ET UN FAIBLE ENDOMMAGEMENT. LES EVOLUTIONS DE LA COUCHE D'OXYDE (MORPHOLOGIE, ADHERENCE...) ET DU SUBSTRAT (TAUX D'ALUMINIUM) ONT ETE ETUDIES A PARTIR DE TRAITEMENTS ISOTHERMES ET ANISOTHERMES DE LONGUE DUREES (JUSQU'A 16 MOIS). LA CROISSANCE DE L'OXYDE ENTRAINE UNE DIMINUTION DU TAUX D'ALUMINIUM DU SUBSTRAT. UN MODELE PERMETTANT DE PREVOIR L'EVOLUTION DE CE TAUX D'ALUMINIUM EN CONDITIONS ISOTHERMES A ETE ETABLI A PARTIR DE LA LOI DE CROISSANCE PARABOLIQUE DE L'OXYDE. POUR LES TEMPS D'EXPOSITION LES PLUS LONGS, CE TAUX D'ALUMINIUM ATTEINT UNE VALEUR CRITIQUE, ESTIMEES A 1,7% EN MASSE, EN DESSOUS DE LAQUELLE L'ALLIAGE NE PEUT PLUS FORMER DE COUCHE D'ALUMINE CONTINUE ET PROTECTRICE. UN REGIME D'OXYDATION CATASTROPHIQUE APPARAIT ALORS AVEC LA FORMATION D'OXYDES DE FER ET DE CHROME CONDUISANT A LA RUINE CHIMIQUE DE L'ELEMENT. LES CARACTERISTIQUES MECANIQUES DES DEUX MATERIAUX ONT ETE ETUDIEES A PARTIR D'ESSAIS DE FLUAGE EN TENSION ET EN COMPRESSION. AU DESSUS DE 1100\C, LE COMPORTEMENT DE L'ALLIAGE APM SE CARACTERISE PAR UNE FAIBLE RESISTANCE MECANIQUE (FLUAGE SOUS QUELQUES MPA) ET UNE DUCTILITE IMPORTANTE (>25%). LE DEVELOPPEMENT D'UN ENDOMMAGEMENT INTERGRANULAIRE SOUS UN SOLLICITATION DE FLUAGE EN TENSION ENTRAINE UNE ASYMETRIE DE COMPORTEMENT ENTRE LES DEUX MODES DE SOLLICITATION. LES PROPRIETES MECANIQUES DE L'ALLIAGE MA 956 SONT TRES SUPERIEURES A CELLES DE L'ALLIAGE APM. UN COMPORTEMENT VISCOPLASTIQUE APPARAIT UNIQUEMENT POUR LES CONTRAINTES PROCHES DE LA LIMITE D'ELASTICITE (ENTRE 90 ET 110 MPA) ET SE CARACTERISE PAR DES VALEURS ELEVEES DES EXPOSANTS DE CONTRAINTE APPARENTS (N 50) ET DES ENERGIES D'ACTIVATION APPARENTES (H A 1000 KJ/MOL). SUR UNE LARGE PARTIE DU DOMAINE D'ELASTICITE (70 A 80%), AUCUN COMPORTEMENT VISCOPLASTIQUE N'EST DECELABLE SOUS UNE SOLLICITATION DE FLUAGE EN TENSION ET LA DUREE DE VIE DES EPROUVETTES DEPEND ALORS DE LA REPARTITION ALEATOIRE DES DEFAUTS INITIALEMENT PRESENT DANS LA STRUCTURE ETUDIEE (CAVITES, HETEROGENEITES DE REPARTITION DU DISPERSOIDE). L'ALLIAGE ODS DOIT DONC ETRE CONSIDERE COMME UN MATERIAU HETEROGENE. POUR LES CONTRAINTES LES PLUS FAIBLES, LES DEFAUTS INITIAUX ONT UNE TAILLE INFERIEURE A LA TAILLE CRITIQUE ET LA DUREE DE VIE DEPEND ALORS DES EVOLUTIONS MICROSTRUCTURALES DE LA STRUCTURE CONSIDEREE DANS LES CONDITIONS DE SERVICES. DES EXPOSITIONS DE PLUSIEURS MOIS A CES NIVEAUX DE TEMPERATURE ENTRAINENT UNE COALESCENCE DES PARTICULES D'YTTRINE ET DES CAVITES PRESENTES DANS LE PIECES DE MA 9856. L'EVOLUTION DE CES PARAMETRES MICROSTRUCTURAUX CONDUIT A UNE DIMINUTION DE LA RESISTANCE MECANIQUE DES PIECES EN MA 956 QUI A ETE EVALUEE A PARTIR D'ESSAIS DE FLUAGE. LA PRISE EN COMPTE DES DEUX TYPES DE DEGRADATION (MECANIQUE ET CHIMIQUE) APRES UNE LONGUE EXPOSITION SOUS AIR PERMET D'ETABLIR UN DIAGRAMME D'AIDE AU DIMENSIONNEMENT DES ELEMENTS DE CHAUFFAGE EN FONCTION DE CES DEUX TYPES DE SOLLICITATION.
Book Synopsis Étude de la sublimation du chrome lors de l'oxydation haute température de l'alliage AISI 441 et recherche de solutions de protection by : Wichitra Wongpromrat
Download or read book Étude de la sublimation du chrome lors de l'oxydation haute température de l'alliage AISI 441 et recherche de solutions de protection written by Wichitra Wongpromrat and published by . This book was released on 2015 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les aciers inoxydables ferritiques sont actuellement les meilleurs candidats pour répondre au cahier des charges des matériaux destinés aux interconnexions de piles à combustibles à oxyde solide (SOFC acronyme anglo-saxon pour Solid Oxide Fuel Cell). Cependant, du coté du compartiment cathodique de ces piles, le phénomène de sublimation du chrome à haute température conduit à des dégradations importantes, réduisant ainsi la durée de vie en service des SOFC. Les objectifs de ce travail de thèse sont (i) d'étudier le phénomène de sublimation du chrome sur l'acier inoxydable ferritique AISI 441 et (ii) de rechercher le ou les moyen(s) d'atténuer cette même sublimation. Sur le deuxième point, des méthodes de protection ont été mises en œuvre, en particulier avec le dépôt de films minces de spinelle Mn-Co obtenues via un procédé de galvanoplastie ou bien encore en procédant à des pré-oxydations des alliages dans des atmosphères contrôlées de type argon impur ou mélanges gazeux équimolaires CO / CO2 (250 ° C et 850 ° C, pour une durée totale de 3 h).Concernant l'étude de la sublimation du chrome, des essais d'oxydation simulant les conditions de service ont été conduites dans des mélanges gazeux : 5% de O2 dans H2O à 800 °C pendant 96 h. A vitesse de gaz oxydants faible, de 1 à 3 cm / s, la sublimation du chrome est limitée par un phénomène de diffusion dans la phase gazeuse de l'espèce volatile oxo-hydroxyde de chrome. A vitesse plus élevée, de 3 à 10 cm / s, la sublimation du chrome semble limitée par un phénomène interfacial. La vitesse de sublimation apparait indépendante de la rugosité de surface des échantillons, elle même variant selon la préparation des échantillons. Du point de vue de la caractérisation morphologique des couches d'oxydation thermiques obtenues, sur les surfaces de plus forte rugosité (surface industrielle), nous avons noté le développement de nodules riches en titane et en niobium avec une partie externe et une autre interne. Dans le substrat, des phases de lave de type Fe2Nb ont été observées le long des joints de grain métalliques.Dans une deuxième partie, la sublimation du chrome a été étudiée sur échantillons revêtus ou pré-oxydés. Les films minces de spinelle Mn-Co ne conduisent pas à l'abaissement de la vitesse de sublimation du chrome et sont donc pas protecteurs. L'adhérence de ces revêtements est de mauvaise qualité. Les couches présentent de nombreuses fissures. La pré-oxydation conduit quant à elle à une réduction considérable (jusqu'à un facteur 10) de la vitesse de sublimation du chrome (sauf dans le cas de la pré-oxydation dans l'argon à 850 °C). La formation d'un film riche en fer obtenu à basse température (250 °C) peut expliquer cette réduction par l'établissement d'une barrière de diffusion. Cette même réduction est cependant surprenante sur les films riches en chrome obtenus par pré-oxydation à 850 °C dans CO / CO2. Nous proposons dans ce travail une interprétation originale basée sur les différences de nature semi-conductrice des films de chromine formées à haute pression d'oxygène (proche de l'atmosphère) et identifiés comme étant de type p par rapport à ceux obtenus à basse pression (dans CO/CO2) qui sont connu pour être de type n. Après l'oxydation à haute température de 96 heures, tous les échantillons préalablement pré-oxydés ont été observés comme étant composés d'oxyde de chrome et d'un spinelle Mn-Cr.Au terme de ce travail de thèse, il peut être conclu que la pré-oxydation de l'alliage 441 à basse température (250 °C) dans l'argon ou le mélange CO/CO2 ou encore à plus haute température (850 °C) dans le mélange CO/CO2 sont des traitements qui conduisent à l'abaissement de la vitesse de sublimation du chrome et par voie de conséquence à l'amélioration de la tenue de cet alliage en condition d'oxydation dans le compartiment cathodique des SOFC.
Book Synopsis Modélisation et étude expérimentale de la corrosion d'un alliage chromino-formeur par des liquides silicatés by : Victor Szczepan
Download or read book Modélisation et étude expérimentale de la corrosion d'un alliage chromino-formeur par des liquides silicatés written by Victor Szczepan and published by . This book was released on 2020 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La corrosion haute température d'alliages par les verres fondus est un problème rencontré dans plusieurs procédés industriels tels que la vitrification des déchets nucléaires ou encore la production de la fibre de verre. Les alliages base nickel contenant une grande quantité de chrome sont particulièrement intéressants pour ces applications, notamment grâce à leur bonne résistance à la corrosion due à leur capacité à développer une couche homogène et couvrante de chromine (Cr2O3) lors d'une oxydation à haute température. De par la faible solubilité de l'oxyde dans les silicates fondus, cette couche protège l'alliage d'une corrosion rapide par le verre. Lors de la mise en contact avec le milieu corrosif à haute température, la couche de chromine est soumise à une compétition entre sa dissolution par le verre fondu et à sa formation simultanée par oxydation de l'alliage. La dissolution totale de la couche est appelée dépassivation et est néfaste car elle conduit à une corrosion accélérée de l'alliage par remise en contact direct avec le liquide. La stabilité de la couche d'oxyde au contact du verre est donc un point clé pour optimiser la durée de vie des matériaux. Ainsi, il convient de comprendre les phénomènes assurant ou non la stabilité de cette couche d'oxyde. In fine, le développement d'outils prédictifs permettrait l'optimisation des matériaux et des conditions opératoires des procédés industriels. Pour répondre à cette problématique, l'alliage modèle Ni-30Cr a été sélectionné de même que des compositions de verres binaires Na2O-SiO2 et borosilicatés Na2O-B2O3-SiO2. L'approche consiste en une étude expérimentale visant à déterminer les conditions de température et de composition assurant la stabilité de la couche d'oxyde développée sur l'alliage immergé. Une modélisation de la corrosion de l'alliage est ensuite proposée afin de définir les paramètres prédisant la stabilité de la couche d'oxyde. L'étude de ce modèle révèle que la dépassivation est liée à un manque d'O2 dans liquide, ce qui limite la cinétique de formation de l'oxyde. La confrontation du modèle aux résultats expérimentaux permet valider cette conclusion.
Book Synopsis Effect of Trace Elements V and Ni on Fe Intermetallic Phases Formation and Distribution in DC Cast 5xxx Series Al Ingots by : Gaofeng Li
Download or read book Effect of Trace Elements V and Ni on Fe Intermetallic Phases Formation and Distribution in DC Cast 5xxx Series Al Ingots written by Gaofeng Li and published by . This book was released on 2012 with total page 230 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis Analyse par microspectroscopie Raman de l'évolution des contraintes de croissance et résiduelles au cours de la formation de films de chromine sur l'alliage Ni-30Cr by : Mbaihoudou Kemdehoundja
Download or read book Analyse par microspectroscopie Raman de l'évolution des contraintes de croissance et résiduelles au cours de la formation de films de chromine sur l'alliage Ni-30Cr written by Mbaihoudou Kemdehoundja and published by . This book was released on 2008 with total page 153 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Lors de l’oxydation d’un métal (ou alliage), la formation d’une couche continue d’oxyde sur la surface peut constituer une barrière protectrice dont le rôle est de ralentir la cinétique du processus d’oxydation. L’efficacité de cette protection dépend également de l’intégrité de la couche d’oxyde. En effet, les contraintes inhérentes à l’apparition de l’oxyde peuvent localement être à l’origine de sa fissuration et de son écaillage, phénomènes conduisant à remettre à nu le métal et donc à permettre la poursuite de l’oxydation. Dans le but de prédire et d’améliorer la durée de vie des métaux et alliages travaillant en atmosphères oxydantes, il est nécessaire de comprendre les raisons qui gouvernent la croissance des contraintes dans les couches d’oxyde, la naissance des fissures ainsi que l’apparition de l’écaillage. La mesure du niveau des contraintes et leur distribution dans la chromine (l’oxyde de chrome Cr2O3) sont particulièrement importantes parce que la chromine est le principal constituant de la couche d’oxyde protectrice des aciers inoxydables et des alliages contenant le chrome. Dans ce travail, les couches de chromine ont été développées, à haute température (de 700°C à 900°C), sur un alliage chromino-formeur de composition proche de la stoechiométrie Ni2Cr ; trois vitesses de refroidissement ont été retenues pour cette étude (trempe à l’air, trempe à l’eau et refroidissement lent dans le four). Les cinétiques d’oxydation de l’alliage Ni-30Cr ont été réalisées in-situ (oxydation en continu) et ex-situ (oxydation en discontinu). Les analyses microscopiques ont permis de faire l’étude de la microstructure des couches d’oxydes formées. La mesure des contraintes a été réalisée par microspectrométrie Raman qui s’est révélée la technique la mieux appropriée; il a ainsi été possible de déterminer, avec une précision satisfaisante, le niveau des contraintes d’une part dans l’oxyde en cours de formation en précisant les spécificités au voisinage des joints du substrat (qui sont des chemins privilégiés pour la formation de l’oxyde) et d’autre part dans la couche d’oxyde endommagée (cloquée ou écaillée) ou non. L’étude de l’endommagement des couches de chromine a été détaillée grâce aux analyses à la spectroscopie Raman et aux différentes analyses microscopiques ; l’identification et la description (contraste, profil géométrique, profil en contrainte) des zones endommagées, le taux d’endommagement et l’influence des principaux paramètres (vitesse de refroidissement, le temps d’oxydation et la température d’oxydation) sur cette dégradation ont constitué les points essentiels de cette étude.
Book Synopsis Contribution à l'étude de la résistance à l'oxydation d'alliages Fe-Cr-Al type ODS by : Laurent Maréchal
Download or read book Contribution à l'étude de la résistance à l'oxydation d'alliages Fe-Cr-Al type ODS written by Laurent Maréchal and published by . This book was released on 2002 with total page 185 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette étude s'est concentrée sur trois différents aspects de la corrosion à haute température des alliages Fe-Cr-AI et en particulier l'alliage Fe-Cr-AI ODS (Oxide Dispertion Strenghtened) fourni par la société PLANSEE, le PM 2000. L'étude cinétique de l'alliage, soumis à une oxydation sous oxygène, a démontré un excellent comportement de ce dernier et les couches d'alumine α ont présenté une morphologie compacte caractérisée par une structure duplex composée d'une épaisse couche de grains colonnaires surmontée d'une plus fine couche de grains équiaxes. Un enrichissement en titane de l'interface interne métal/oxyde a été mis en évidence pour les plus longs temps d'oxydation (supérieurs à 15 jours). L'étude diffusionnelle a permis de déterminer les coefficients de diffusion de l'aluminium dans le substrat. Cette diffusion, due à la formation de la couche d'oxyde, s'est avérée plus lente dans les alliages de type ODS que dans les alliages Fe-Cr-AI non ODS ne comportant pas d'éléments d'addition. Sur la base des vitesses d'appauvrissement du substrat en aluminium, la durée de vie "chimique" de l'alliage a été estimée en fonction de l'épaisseur de l'échantillon, c'est à dire du réservoir en aluminium. Les transformations de phases (alumines de transition -alumine α) au sein de la couche d'oxyde ont été étudiées à l'aide d'une technique originale dans ce contexte: la déflexion. Celle-ci a permis de mettre en évidence les cinétiques de transformation de l'alumine γ en alumine α lors des premiers temps de l'oxydation sur l'alliage PM 2000 dans une gamme de température allant de 900ʿC à 1060ʿC. Cette étude, réalisée sous atmosphère réduite d'oxygène, a aussi mis en évidence l'influence de la pression d'oxygène sur les cinétiques de formation des différentes phases d'alumine dans les premiers temps de l'oxydation.
