Comportement mécanique d'alliages pour couches de liaison de barrière thermique par microindentation instrumentée à haute température
Auteur / Autrice : | Arnaud Villemiane |
Direction : | Richard Kouitat-Njiwa |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Science et ingénierie des matériaux |
Date : | Soutenance le 15/12/2008 |
Etablissement(s) : | Vandoeuvre-les-Nancy, INPL |
Ecole(s) doctorale(s) : | EMMA - Ecole Doctorale Energie - Mécanique - Matériaux |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire de science et génie des surfaces (Nancy) |
Jury : | Président / Présidente : Jean Steinmetz |
Examinateurs / Examinatrices : Richard Kouitat-Njiwa, Jean Steinmetz, Jean-Luc Loubet, Jean-Yves Guédou, Jean-Philippe Bauer, Rémy Mevrel | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Luc Loubet, Jean-Yves Guédou |
Mots clés
Résumé
Les systèmes barrières thermiques protégeant les aubes de turbine sont des multicouches constitués d’une couche céramique isolante appliquée sur un superalliage par l’intermédiaire d’une couche de liaison qui, dans les systèmes actuels est à base de NiAl(Pt). Pour en comprendre et décrire le comportement thermomécanique, il est nécessaire de connaître le comportement de chaque couche, en particulier celui de la couche de liaison dont le rôle est critique. Nous avons employé une technique originale, la microindentation instrumentée à chaud (jusqu’à 850°C), pour obtenir des informations sur le comportement mécanique de matériaux de couches de liaison. Il a fallu d’abord fiabiliser le dispositif pour minimiser les effets d’oxydation et caractériser la stabilité thermique pour s’assurer de la validité et la reproductibilité des résultats. Un second volet a consisté à mettre en place une méthode de traitement de données et une méthode d’analyse inverse des résultats associant une approche analytique et une simulation de l’essai par éléments finis. Les essais menés sur des matériaux massifs élaborés sous forme de couples de diffusion pour explorer une large gamme de compositions ont permis de déterminer la loi de comportement élastoviscoplastique du composé NiAl(Pt) sous forme [bêta] et sous forme martensitique. Des propriétés mécaniques ont été également été déterminées sur les composés NiAl(Ru) et NiAl(Zr) envisagés pour des systèmes futurs. L’influence des divers éléments (Al, Pt et Ru) a pu ainsi être mise en évidence. Finalement des essais ont été effectués sur des couches de liaison de barrière thermique et les résultats corrélés à ceux obtenus sur matériaux massifs