Centre d’Élaboration de Matériaux et d’Etudes Structurales

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Superalliages base Nickel

Mécanismes élémentaires du vieillissement

Participants : Armand Coujou, Joël Douin, Lise Durand, Florence Pettinari-Sturmel
Doctorants & Postdocs : Muriel Hantcherli

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Micro mécanisme de déformation en plasticité confinée : observation sous contrainte de la décorellation du mouvement des dislocations et modélisation (en pointillés) de la situation
© CEMES-CNRS

Les superalliages à base de nickel sont biphasés. La phase durcissante γ’ qui est ordonnée à longue distance (structure L12 type Ni3Al) est entourée de phase γ ordonnée à courte distance. Ces alliages sont utilisés dans les parties chaudes des turboréacteurs et leur tenue mécanique à haute température conditionne le rendement des moteurs et influence leur pollution. Ils font l’objet de recherches fondamentales dans tous les pays industrialisés parce qu’ils sont aussi utilisés dans l’industrie nucléaire et les outillages. Dans les moteurs d’avions ils apparaissent sous deux formes : les disques sont constitués de superalliages polycristallins tandis que les pales sont monocristallines. Utilisés dans des conditions extrêmes de température de contrainte et d’environnement les superalliages vieillissent.

 

Ce vieillissement, qui conditionne la durée de vie des pièces, se produit de façon différente selon que l’alliage est mono ou polycristallin. Les transformations morphologiques subies sont importantes et leur stabilité conditionne la sécurité du transport aérien. Les mécanismes élémentaires de ces évolutions sont encore mal compris. Leur maîtrise passe par la compréhension du vieillissement aux échelles micro et nanoscopiques. Bien entendu l’étude et la modélisation du comportement mécanique aux trois échelles (micro, méso et macro) est essentielle et le passage d’une échelle à l’autre fondamental.

 

Sujets de recherche :

  • Mécanismes élémentaires de la mise en radeaux et de la déstabilisation des radeaux en relation avec la qualité de l’ordre dans les superalliages base Nickel monocristallins.
  • Mécanismes de vieillissement des superalliages à double précipitation pour disques et micro mécanismes de déformation associés.
  • Modélisation du comportement mécanique des superalliages base Nickel par la méthode des éléments finis (MEF).

 

Références

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  • N. CLÉMENT, M. BENYOUCEF, M. LEGROS, P. CARON ET A. COUJOU "In situ Deformation at 850°C of Standard and rafted Microstructures of Nickel Base Superalloys", Materials Science Forum, 2006, Vol. 509 pp.57-72
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