Thèse soutenue

Oxydation thermique, comportement à la corrosion induite par intermétallique et traitement de surface de l'alliage Al-Cu-Li

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Auteur / Autrice : Meicheng Li
Direction : Jolanta ŚwiatowskaPhilippe Marcus
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physico-chimie
Date : Soutenance le 14/12/2020
Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre (Paris ; 2000-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de recherche de chimie Paris - Institut de recherche de chimie Paris
établissement opérateur d'inscription : École nationale supérieure de chimie (Paris)
Jury : Président / Présidente : Christine Blanc
Examinateurs / Examinatrices : Philippe Marcus, Lionel Peguet
Rapporteurs / Rapporteuses : Herman Terryn

Résumé

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Les alliages Al-Cu-Li sont considérés comme des matériaux de pointe dans le domaine de l’aéronautique en raison de leurs excellentes propriétés mécaniques et de leur faible poids. Cependant, ces alliages, comme d’autres alliages à base d’aluminium, sont sensibles à la corrosion en raison de la présence de particules intermétalliques (IMP) telles que les particules Al-Cu-Fe-Mn, constituant la phase T1 (Al2CuLi). Ces particules intermétalliques peuvent conduire à des modifications de surface pendant le traitement de l’alliage et lors de l’exposition à diverses conditions de travail. L’objectif de cette thèse de doctorat est de comprendre les modifications de surface induites par les traitements thermiques, le comportement de l’alliage nu Al-Cu-Li (AA2050) vis-à-vis de la corrosion et l’efficacité de la protection contre la corrosion après traitements chimiques (dégraissage, décapage et dépôt TCP).Cette thèse de doctorat est composée de trois parties. Dans la première partie, la composition de surface de l’AA2050-T8 tel que reçu et les modifications de surface de l’alliage induites par l’oxydation thermique à 190°C, ont été étudiées in situ à l’aide de la spectroscopie de photoémission induites par rayons X (XPS). La formation d’une couche mixte d’oxyde d’Al-Li a été démontrée après exposition de l’échantillon à de l’oxygène à basse pression. L’analyse de la cartographie chimique 3D post mortem par spectrométrie de masse d’ions secondaires en temps de vol (ToF-SIMS) a révélé la ségrégation de Mg aux joints de grains et l’enrichissement en Ag à l’interface oxyde/métal. Dans la deuxième partie, la corrosion de l’alliage AA2050-T8 exposé à des électrolytes agressifs à base de chlorure a été étudiée en détail par ToF-SIMS 2D et 3D et microscopie électronique à balayage (MEB). Une couche d’oxyde-hydroxyde de composition différente et d’épaisseur plus élevée a été démontré au-dessus des IMPs par rapport à celle formée sur la matrice de l’alliage. En outre, le comportement de Li dans l’oxyde a également été discuté. Dans la troisième partie, les traitements chimiques de surface, y compris le dégraissage, le décapage et le revêtement de conversion (TCP) et les modifications chimiques de surface associées, ont été étudiés à l’aide des techniques XPS, ToF-SIMS et MEB. L’amélioration du comportement de corrosion sur l’alliage traité TCP a été révélée. Une forte influence de l’enrichissement en cuivre sur la qualité, la composition et les performances vis-à-vis de la corrosion du traitement TCP a été démontrée.