Développement et étude d'alliages réfractaires complexes, à microstructure cubique centrée et orthorhombique, pour des applications aéronautiques
Auteur / Autrice : | Antoine Lacour-Gogny-Goubert |
Direction : | Ivan Guillot, Philippe Vermaut, Zhao Huvelin |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Sciences des Matériaux |
Date : | Soutenance le 16/12/2020 |
Etablissement(s) : | Paris Est |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Institut de Chimie et des Matériaux Paris-Est (Thiais, Val-de-Marne) - Institut de Chimie et des Matériaux Paris-Est / ICMPE |
Jury : | Président / Présidente : Joël Douin |
Examinateurs / Examinatrices : Ivan Guillot, Philippe Vermaut, Zhao Huvelin, Franck Tancret, Vladimir Esin, Anne-Laure Helbert, Anna Manzoni | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Franck Tancret, Vladimir Esin |
Mots clés
Résumé
Les alliages réfractaires complexes apparaissent comme des candidats crédibles pour des applications aéronautiques, spécifiquement pour la gamme de température visée de 800°C–1000°C. Cependant, la complexité de ces alliages, induite par la présence de nombreux éléments en forte concentration, rend difficile la prédiction, ainsi que le contrôle de leur microstructure, et par voie de fait de leur propriétés mécaniques. Le choix a donc été fait de développer des alliages complexes en se fondant sur un alliage Ti–Nb–Al–Si à matrice cubique centrée, renforcé par la précipitation d’une phase intermétallique orthorhombique (O), en y ajoutant de nouveaux éléments réfractaires. Par conséquent, il est nécessaire de mettre en place une méthode de développement d’alliages permettant de prévoir l’effet de l’ajout de différents éléments réfractaires sur la précipitation de la phase O. Les bases de données thermodynamiques n’étant pas assez fiables sur ces alliages, une approche expérimentale basée sur l’étude de couples/mutliplet de diffusion a été mise en place. Cette méthode permet notamment de relier la fraction de phase O et la concentration chimique en couplant de l’analyse d’image à des cartographies EDS. À partir de cette étude, il est possible de discuter de l’effet des différents éléments d’alliages sur la stabilité de la phase O ainsi que d’en déduire des compositions d’alliages, possédant une microstructure optimisé. Les compositions déterminées par cette méthode peuvent ensuite être étudiées sur des alliages massifs afin notamment d’étudier finement la microstructure et d’évaluer les propriétés mécaniques des alliages.