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Oxydation à haute température d’échantillons en Inconel 718 réalisés par fabrication additive : influence de l’état de surface et de la microstructure

Les matériaux issus de la fabrication additive sont-ils aussi performants que leurs homologues forgés ou coulés, en termes de résistance à l’oxydation ? Le comportement d’échantillons en IN 718 produits par fusion laser et faisceau d’électrons, est comparé à celui d’un alliage de référence forgé-traité.

Figure 1 : (a) Injecteur et tourbillonneur du moteur Arrano de Safran Helicopter Engines, (b) Distributeur du groupe auxiliaire de puissance de Safran Power Units.

Figure 2 : Micrographie optique des microstructures initiales des alliages IN 718 attaquées à l’acide Kalling n°2 et observées suivant les trois plans de construction : (a) SLM brut de fabrication, (b) EBM brut de fabrication, (c) Forgé-traité (AMS 5662) d’après [2]. 

Figure 3 : Micrographies MEB des surfaces brutes oxydées 1 000 h à 850 °C : (a) SLM, (b) EBM, (c) Forgé-traité (AMS 5662) et leurs cartographies de rugosité respectives prises au microscope interférométrique (MAG 10X, ± 1 nm de résolution verticale) à variation de focus (MAG 10X, ± 1 µm de résolution verticale)  sur le plan (XZ) parallèle au sens de construction pour les échantillons FA : (d), (e), (f), d’après [2]. 

Figure 4 : Cinétiques d’oxydation isotherme des trois alliages 718 (LBM, EBM et forgé) à 850 °C sous air durant 1000 h d’après [2].

Tableau 1 : Constantes parabolique d’oxydation pour des essais isothermes sous air à 850 °C durant 1000 h.

Figure 5 : (a) Profil de rugosité 2D d’une surface SLM brute mesuré microscope à variation de focus, (b) Profil de rugosité 2D d’une surface SLM brute mesuré microscope à variation de focus, (c) Description des paramètres de rugosité ISO 4287, d’après [2].

tableau 2 : Mesure des paramètres de rugosité Rc et RSm, ISO 4287

Tableau 3 : Ratios de surface estimés à partir des différents modèles numériques

Figure 6 : Images MEB-rétrodiffusés des coupes transverses des échantillons SLM, EBM et forgés, tous polis P600 oxydés sous air à 850 °C.

Figure 7 : Quantification de l’oxydation externe et intergranulaire des échantillons SLM, EBM et forgé, tous polis au papier SIC au grade P600, oxydés à 850 °C sous air durant 3000 h.

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