Croissance et rupture des couches d'alumine developpees a haute temperature sur des alliages fecral

Growth and faillure of alunima scale developed at high temperature on fecrai alloys

• Auteur / Autrice : KARIM MESSAOUDI
• Direction : BERNAD LESAGE
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

L'objectif de ce travail etait d'etudier la resistance a la corrosion a haute temperature de differents alliages ferritiques formeurs d'alumine. Ces alliages permettent d'etudier, l'influence de la nature du substrat et des ajouts suivant leur nature, leur quantite et leur etat chimique sur les proprietes protectrices des couches d'alumine. Nous avons ainsi etudie dans l'intervalle de temperatures 1000- 1350comportement des differents alliages en oxydation isotherme et cyclique. En relation avec leur resistance a l'oxydation, nous avons mis en evidence une evolution de la morphologie de la couche d'alumine avec la nature du substrat. Les contraintes residuelles dans les couches d'alumine apres oxydation isotherme et cyclique ont ete determinees par rayons x, en utilisant la methode des sin#2. Le niveau de contraintes, en general de compression, a ete correle a la morphologie de la couche d'oxyde. Un modele numerique a ete developpe pour tenir compte du role du comportement viscoplastique du couple metal/oxyde sur la relaxation des contraintes d'oxydation et/ou des contraintes thermiques. Par ailleurs, nous avons mis en relief la part de la relaxation de l'oxyde et du substrat sur la relaxation totale du systeme metal/oxyde. En considerant que la premiere partie du profil de penetration correspond a une diffusion effective et, en tenant compte de la rugosite de la couche d'alumine, les proprietes de transport ont ete determinees dans deux types de couches d'alumine de morphologie differente. Dans le cas de la couche compacte developpee, les constantes d'oxydation experimentales sont en bon accord avec celles calculees a partir des donnees diffusionnelles, ce qui n'est pas le cas de la couche d'alumine poreuse. L'utilisation des equations classiques de diffusion n'est valable que si la couche d'oxyde ne presente ni porosites, ni fissures. La couche d'alumine croit par diffusion mixte a contre courant essentiellement par les joints de grains.