Influence de la vapeur d’eau sur l’oxydation du Zircaloy-4 à 500 °C
Ce travail de recherche permet de comprendre le mécanisme d’oxydation. Son but est de montrer l’influence de la vapeur d’eau sur les contraintes développées à haute température dans la couche d’oxyde, ainsi qu’à l’intérieur de l’alliage. L’évolution des contraintes a été suivie au cours du refroidissement jusqu’à obtention des contraintes résiduelles.
Figure 1 : Allure générale des courbes cinétiques montrant deux étapes lors de l’oxydation des alliages à base de zirconium [1].
Tableau 1 : Composition du Zircaloy-4.
Figure 2 : Vue du diffractomètre de rayons X adapté à la détermination des contraintes in situ sous gaz humide à haute température.
Figure 3 : Courbe de prise de masse obtenue lors de l’oxydation du zircaloy-4 à 500 °C sous air sec et sous air humide (15 %vol. H2O).
Figure 4 : évolution des contraintes in situ dans l’alliage Zy-4 sous air sec à 500 °C pendant 5 jours (120 heures) et pendant le refroidissement.
Figure 5 : évolution des contraintes in situ dans la couche de m-ZrO2 sous air sec à 500 °C pendant 5 jours (120 heures) et pendant le refroidissement.
Figure 6 : évolution des contraintes in situ dans l’alliage Zy-4 sous humide (15 vol.% H2O) à 500 °C pendant cinq jours (120 heures) et pendant le refroidissement.
Figure 7 : évolution des contraintes in situ dans la couche de m-ZrO2 sous air humide (15 %vol. H2O) à 500 °C pendant
cinq jours (120 heures) et pendant le refroidissement.
Figure 8a : Coupe transversale de la couche de zircone obtenue après 120 heures d’oxydation sous air sec. BSE x2000. EDS en % atomique.
Figure 8b : Coupe transversale de la couche de zircone obtenue après 120 heures d’oxydation sous air humide. BSE x2000. EDS en % atomique.
Figure 9a : Coupe transversale de la couche de zircone obtenue après 30 heures d’oxydation sous air sec. BSE x4000. EDS en % atomique.
Figure 9b : Coupe transversale de la couche de zircone obtenue après 30 heures d’oxydation sous air humide. BSE x4000. EDS en % atomique.
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