Microstructure et déformation plastique d'alliages à base de nickel contenant du bore élaborés par refroidissement rapide

Microstructure and plastic deformation of boron containing nickel-based alloys prepared by rapid solidification

• Auteur / Autrice : Marie-Hélène Clarisse
• Direction : Jean Philibert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées. Métallurgie
• Date : Soutenance en 1986
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fluage

Joints de grains

Alliages réfractaires

Mots clés libres

Alliages Nickel

Alliages contenant du bore

Résumé

Deux superalliages à base de nickel contenant respectivement 1,6 et 3,5 % en poids de bore ont été élaborés par hypertrempe sur rouleau. Après densification à chaud, les alliages obtenus ont une structure microcristalline biphasée, de grain Ɣ ou Ɣ+Ɣ’ et de borures. La déformation plastique de ces matériaux a été étudiée au moyen d'essais de compression à vitesse de déformation imposée dans le domaine de température 20-1000°C et en fluage aux alentours de 0,6 Tf (Tf = température de fusion). La limite élastique de ces alliages décroît rapidement à haute température. Cette chute brutale a été expliquée par l'apparition du glissement aux joints de grain à haute température. La microstructure de déformation est la suivante à température ambiante, la déformation est homogène à l'intérieur des grains. Nous observons quelques empilements de dislocations près des joints; à haute température, la plupart des grains sont dépourvus de dislocations, même après plusieurs pourcent de déformation. Lorsqu'il y en a, les dislocations sont concentrées près des joints de grains. Les résultats de fluage ont ensuite montré qu'au-dessus de 600°C, le mécanisme de déformation régissant la vitesse de fluage est dominé par le glissement aux joints de grain contrôlé par la diffusion au cœur des dislocations. Nous avons obtenu une loi de forme : ɛ= A DcGb/kT [b/d]² [o/G]⁴.

Two nickel-based super alloys containing respectively 1. 6 and 3. 5 weight% of boron were prepared by melt spinning. After hot extrusion, the alloys had a microcrystalline structure which was a mixture of Ɣ or Ɣ+Ɣ’ grains and of borides. The plastic deformation was studied in compression from room temperature up to 1000°C and in creep-compression near 0. 6 Tm (Tm : melting point). The yield stress of these alloys decreases rapidly at high temperature the drastic decrease was explained by grain boundary sliding. The microstructure of deformation is the following at room temperature, the deformation is homogeneous inside the grains pile-ups of dislocations stopped against the grain boundaries are observed at high temperature (T higher than 600°C), no dislocations can be found in most grains, after several percent of deformation; when present, the dislocations are mainly concentrated near the multiple grain boundary junctions. Creep results have shown that above 600°C, the creep mechanism is dominated by Grain Boundary Sliding controlled by pipe diffusion. The deformation rate is a law as: ɛ= A DcGb/kT [b/d]² [o/G]⁴.