Thèse soutenue

Étude expérimentale et modélisation de la précipitation [gamma]' dans le superalliage N18
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Auteur / Autrice : Nathalie Milhet Gayraud
Direction : François Louchet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences et Génie des matériaux
Date : Soutenance en 1994
Etablissement(s) : Grenoble INPG

Résumé

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Les excellentes proprietes mecaniques des superalliages leurs sont conferees par la precipitation de la phase gamma prime issue des divers traitements thermiques. L'etape de trempe qui succede a l'elaboration par metallurgie des poudres des disques de turboreacteur en superalliage a base de nickel, conditionne fortement l'etat mecanique et microstructural final du materiau. L'objectif de ce travail est de developper et de valider un modele qui decrit la cinetique de precipitation de la phase gamma prime afin d'optimiser la microstructure resultant de cette trempe. Une serie de demarches experimentales a permis d'analyser et d'identifier le comportement du materiau au cours de ce traitement thermique. L'influence de la vitesse de refroidissement sur la microstructure finale et sur l'allure de la fraction volumique transformee est etudiee experimentalement par dilatometrie de trempe et observation electronique a transmission. Ces observations montrent que la coalescence s'effectue suivant la loi de lsw et que l'on retrouve la sequence de transformation morphologique sphere cube octocube dendrite observee dans le cas des transformations anisothermes. La dilatometrie permet egalement de mettre en evidence le domaine de precipitation de la phase gamma prime. De la meme facon, l'influence de la temperature de mise en solution sur la microstructure et sur la fraction volumique f#v est analysee. De plus, les enregistrements dilatometriques permettent d'apprecier la dissolution de la phase gamma prime en cours de chauffage a partir de microstructures variees. Enfin, la microstructure du n18 en cours de refroidissement est suivie par hyper-trempe a environ 10#5 k/s dans un four concu specialement pour cette etude. Une famille tres fine de phase gamma prime est mise en evidence par met et diffusion de neutrons aux petits angles. L'ensemble des resultats obtenus permettent de valider le modele base sur la theorie classique de nucleation et les lois de coalescence de lsw et permet de rendre compte de la capacite du calcul a decrire la precipitation intragranulaire (secondaire et tertiaire) au cours de traitements thermiques divers