Mécanismes d’amorçage de fissures en fatigue gigacyclique à haute températures des superalliages base-Ni monogranulaires : transition coeur/surface
Auteur / Autrice : | Luciana Maria Bortoluci Ormastroni |
Direction : | Patrick Villechaise, Jonathan Cormier |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Mécanique des dolides, des matériaux, des structures et des surfaces |
Date : | Soutenance le 23/03/2022 |
Etablissement(s) : | Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique |
Ecole(s) doctorale(s) : | Ecole doctorale Sciences et ingénierie des matériaux, mécanique, énergétique (Poitiers ; 2018-2022) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Institut Pprime / PPRIME |
Jury : | Examinateurs / Examinatrices : Fernando Pedraza Diaz, Véronique Favier |
Rapporteurs / Rapporteuses : Marion Bartsch, Vincent Maurel |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
La transition cœur/surface de l’amorçage de fissure par fatigue des superalliages base Ni monocristallins à haute température a été au centre de cette étude. Les nouveaux défis résultant de l’augmentation de la température des moteurs aéronautiques, et donc, le besoin des superalliages base Ni monocristallins de plus en plus résistants à la température ont conduit au développement de nouvelles générations, de procédés de traitement plus avancés (LMC, Fabrication additive, CIC), et le développement de revêtements. Cependant,des mécanismes d’endommagement supplémentaires à ceux rencontrés à basses températures apparaissent.Ainsi, pour analyser ces nouveaux mécanismes, des caractérisations mécaniques et microstructurales ont été réalisées pour dix superalliages base-Ni monocristallins en fatigue gigacyclique (Rε=-1, 20 kHz, et 1,000ºC) ou oligocyclique (Rσ=0.5, 0.05 Hz, et 900/950 ºC). Dans un premier temps, les effets des méthodes de solidification et des traitements CIC de neuf superalliages en régime gigacyclique ont été étudiés. Cette étude a permis de développer une base de données riche, présentant non seulement des résultats de superalliages de différentes générations, mais aussi, présentant pour la première fois dans la littérature, la caractérisation mécanique d’un superalliage base Ni monocristallin solidifié par une technique de fabrication additive. Un nouveau mécanisme d’amorçage piloté par l’oxydation à très grande durée de vie a été mis en évidence. L’analyse a aussi été menée sur l’impact des conditions de surface telles que la présence d’un revêtement sur trois superalliages dans des conditions de fatigue oligocyclique et gigacyclique. Il a été étudié l’influence de la couche NiAl déposée non seulement par un procédé industriel (APVS), mais aussi par un procédé de type Slurry. L’interaction entre pore de fonderie et la zone d’interdiffusion semble contrôler la durabilité en fatigue gigacyclique d’échantillons revêtus