Endommagement sous sollicitations thermiques et mécaniques, d'une barrière thermique et d'un aluminiure de nickel, déposés sur un superalliage monocristallin

• Auteur / Autrice : Anny Bickard
• Direction : Luc Rémy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et Génie des Matériaux
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : ENSMP

Mots clés

Mots clés contrôlés

Oxydation

Fissuration

Cavitation

Résumé

Les barrières thermiques sont destinées à protéger les aubes de turbine du moteur snecma-m88. Une sous-couche antioxydante (nial-pt) lie le substrat à une couche de céramique (zro 2-7% y 2o 3 ebpvd). La rhéologie de nial-pt a été étudiée dans les domaines fragile et viscoplastique et un critère de fissuration en fatigue a été établi et appliqué à la fatigue thermique. L'étude de la barrière thermique complète s’intéresse à sa résistance interfaciale après une préoxydation à 1100\c, à sa tenue en fatigue oligocyclique isotherme à 1100\c et en fatigue anisotherme entre 100\c et 1100\c. Une préoxydation à 1100\c d’éprouvettes adaptées, suivie d'une traction monotone à température ambiante, induisent un délaminage cohésif à l'interface sous-couche/alumine, qui est affecté par une cavitation. L'écaillage des deux oxydes (alumine et zircone) peut ensuivre survenir. Le délaminage est aussi étudié localement par des essais d'indentation interfaciale. La fatigue oligocyclique isotherme à 1100\c, conduites avec différents types de chargement, montrent une fissuration transverse de la sous-couche. Le délaminage qui affecte parfois l'interface alumine/sous-couche est lié à la cavitation. La sollicitation anisotherme produit une multifissuration au début de l'essai et une cavitation incluse dans l'alumine. Il en résulte un délaminage adhésif localise près de l'interface alumine/zircone. L’état de contrainte d'origines thermique, mécanique et résultant de la croissance de l'alumine, ainsi que les distributions d’épaisseurs d'alumine et de tailles de cavités interfaciales ont été quantifiées. Ces deux derniers paramètres ont été corrélés à la courbure du substrat en conditions isothermes. Une modélisation donne une estimation de l’énergie de rupture interfaciale. En conditions anisothermes, la cinétique d'oxydation ne peut plus être relié à la seule courbure du substrat. Un modèle base sur des réinitialisations de la cinétique isotherme décrit bien l’expérience.