Durabilité d'un superalliage à base de Nickel monogranulaire : couplage corrosion à chaud de type I / fatigue LCF

Overview & Synopsis

Les superalliages monogranulaires à base de Ni sont employés dans les moteurs d'avions dans des conditions extrêmes comme des températures élevées, des environnements agressifs et des sollicitations mécaniques répétées. Ils se distinguent par une microstructure sans joints de grains, leur conférant une capacité à résister aux sollicitations mécaniques à haute température. Pourtant, des singularités telles que les microségrégations et les pores peuvent apparaître à l'état brut de coulée, nécessitant des traitements thermiques pour les atténuer et améliorer les propriétés mécaniques. Par ailleurs, des éléments d'alliage tels que le Cr et l'Al sont utilisés pour contrer les effets environnementaux, mais leur quantité est limitée en raison de la nécessité d'ajouter d'autres éléments pour maximiser les propriétés mécaniques. Ainsi, l'oxydation et la corrosion à chaud se présentent comme des modes de dégradation majeurs. L'objectif de cette thèse est d'étudier la durabilité des superalliages monogranulaires à base de Ni, en comparant deux microstructures sur l’AM1 (états brut de coulée et entièrement traité thermiquement). De plus, le CMSX-4 brut de coulée est examiné pour approfondir l’impact de la structure dendritique sur la tenue environnementale. Les endommagements étudiés sont l'oxydation, la corrosion à chaud avec du Na2SO4 et la fatigue oligocylique. Les résultats montrent que la dégradation liée à l’environnement dépend de l'état de la microstructure et de la composition. La formation de la Cr2O3 sur les dendrites à l'état brut de coulée permet de retarder les dégradations en corrosion à chaud. Malgré une résistance moindre à la corrosion à chaud de l'AM1 entièrement traité thermiquement par rapport à l'état brut de coulée, les essais de fatigue avec pré-corrosion démontrent une meilleure résistance à 950 °C sous air. Ainsi, le traitement thermique est identifié comme ayant un impact positif sur la durabilité, soulignant l'importance de la résistance de la microstructure.