Fragilisation du cuivre par le bismuth liquide : etude cinetique et mecanisme

Embrittlement of copper by liquid bismuth : kinetics study and mechanism

• Auteur / Autrice : BENOIT JOSEPH
• Direction : Marc Aucouturier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

L'objectif de cette etude est de caracteriser le phenomene de fragilisation du cuivre par le bismuth liquide. Deux aspects complementaires sont abordes : nous nous interessons tout d'abord aux processus elementaires intervenant aux joints de grains du cuivre immerge hors contrainte dans le bismuth liquide et nous cherchons ensuite a caracteriser l'endommagement du cuivre place sous contrainte en milieu bismuth liquide. La specificite de notre demarche consiste en une etude experimentale approfondie des cinetiques des differents processus mis en jeu lors du phenomene de fragilisation. Deux processus sont distingues a l'interface solide/liquide apres immersion du cuivre place hors contrainte en milieu bismuth liquide : la formation de sillons intergranulaires (gravage) et la penetration de bi au-dela du fond de sillon le long des joints de grains. Les vitesses de penetration obtenues experimentalement suivent des lois lineaires du temps et sont superieures de trois ordres de grandeur aux vitesses de gravage. Une caracterisation des surfaces de rupture d'echantillons de cuivre prealablement fragilises en milieu bi liquide est egalement realisee. Par ailleurs, une modelisation destinee a rendre compte des principales caracteristiques des processus de penetration et de gravage intergranulaires est entreprise. Cette modelisation basee sur un formalisme pur de transformation de phase envisage le processus de penetration en termes de formation et d'epaississement d'une couche de phase fortement desordonnee (phase x) stabilisee par les tensions interfaciales. Enfin, au cours d'essais de traction realises en milieu bismuth liquide, nous montrons que la vitesse d'endommagement sous contrainte est superieure de trois ordres de grandeur a la vitesse de penetration hors contrainte.